NOTICIAS EL SEMANAL DE PENÉLOPE

2017-06-02_23.12.05
Noticias El Semanal de Penélope

 

¿LA DETECCIÓN TEMPRANA DEL CÁNCER CON UN ANÁLISIS DE SANGRE SERÁ POSIBLE EN 2019?

Una nueva compañía, respaldada por Bill Gates y Jeff Bezos, promete abaratar la batalla preventiva contra el cáncer

 

Descubrir la presencia de cáncer antes de que aparezcan sus síntomas es una de las grandes esperanzas en la lucha contra la enfermedad. Grail, una nueva compañía creada por Illumina, la mayor empresa del mundo dedicada a la secuenciación del ADN, promete poner en el mercado en 2019 un sistema de análisis de sangre capaz de detectar de forma temprana la presencia de cáncer. El objetivo de Grail no es solo desarrollar esa tecnología, sino que sea lo suficientemente barata como para universalizarla. Según Jay Flatley, consejero delegado de Illumina, su precio estará por debajo de los 1.000 dólares, y la compañía espera que, para 2019, el coste de la secuenciación de ADN baje lo suficiente como para situarlo en unos 500 dólares por análisis.

Grail -en referencia a «Holy Grail» o el «Santo Grial» de la lucha contra el cáncer- acaba de cerrar una ronda de financiación de cien millones de dólares, en la que Illumina y la inversa Arch Venture Partners han puesto la mayor parte del dinero, pero en la que también han participado dos pesos pesados del sector tecnológico: Bill Gates, cofundador de Microsoft, y Jeff Bezos, fundador y consejero delegado de Amazon.

La tecnología que utiliza Grail se denomina «biopsia líquida». En lugar de extraer una muestra de tejido de cáncer a través de una inyección o de cirugía, como en una biopsia convencional, se utiliza una muestra de sangre. A través de la secuenciación de ADN, se buscan fragmentos de ADN liberados por células cancerígenas. Si se encuentran señales de ADN de mutaciones que provocan cáncer, puede ser una señal de que se está formando un tumor, aunque todavía no haya síntomas ni se pueda percibir a través de un escáner. Si la técnica funciona sería un avance extraordinario; los mayores progresos contra el cáncer se han debido a cambios de hábitos -como dejar el tabaco- y al adelanto en la detección de tumores.

Financiación

La tecnología que utilizará Grail, sin embargo, no es nueva. Fue desarrollada por centros de investigación como la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Hong Kong. Tampoco es la única en conseguir financiación para desarrollar biopsias líquidas. Solo en la semana pasada, Guardant Health, consiguió cien millones de dólares y Exosome Diagnostics otros sesenta millones en rondas de financiación.

Incluso hay una compañía, Pathway Genomics, que ya los ofrece, aunque su caso ejemplifica los problemas de esta tecnología. Tan pronto como sus análisis salieron al mercado, la Administración de Fármacos y Alimentos de EE.UU. (FDA, en sus siglas en inglés) exigió que cumpliera con el proceso regulatorio y aseguró que no hay «ninguna evidencia demostrada de que este análisis o cualquier otro similar haya sido validado clínicamente como una herramienta de detección temprana del cáncer»

Illumina pretende conseguir esas evidencias y la aprobación regulatoria para 2019. Según Flatley, la compañía lleva 18 meses trabajando en sus análisis y todavía empleará otro año en investigaciones antes de empezar ensayos clínicos, en los que analizarán hasta 300.000 genomas humanos durante dos años.

Además de la importante inyección financiera, Illumina ha conformado un grupo de asesores de alto rango para Grail. Entre ellos está el español José Baselga, director médico del Memorial Sloan Kettering Cancer Center, que presidirá el consejo asesor científico. «Si esto funciona, podría cambiar las reglas del juego», ha dicho Baselga a «The New York Times». Baselga, sin embargo, se muestra escéptico ante la posibilidad de que estos análisis puedan detectar cualquier tipo de cáncer cuando empiecen a utilizarse y cree que serán efectivos en el diagnóstico de algunos tipos de cáncer.

Menos mamografías

En cualquier caso, la efectividad de la biopsia líquida para la detección temprana todavía es una incógnita. En la actualidad se usa sobre todo en pacientes a los que ya se ha diagnosticado el cáncer, para monitorear sus mutaciones o determinar qué tipo de fármaco usar. La detección temprana es más complicada porque hay otras células, no solo las cancerígenas, que liberan ADN al flujo sanguíneo, y hay células no cancerígenas que tienen mutaciones que también se detectan en tumores. También hay dudas porque muchos cánceres en fase temprana no son perjudiciales. Pero el tratamiento que se dé una vez detectados sí podrían causar daño al paciente. Este tipo de técnicas traerán el mismo debate que llevó a la Sociedad Americana del Cáncer el año pasado a recomendar menos mamografías y más tarde en la lucha contra el cáncer de mama.

Fuente: ABC

 

ENFERMEDAD DE ALZHEIMER

La respuesta inmune a las placas de beta-amiloide causa la neurodegeneración en el alzhéimer

La inhibición del componente C3 del sistema del complemento podría ser la clave para prevenir la pérdida de sinapsis y la muerte neuronal en las fases tardías de la enfermedad

En ocasiones, dar un gran paso hacia delante requiere de un pequeño pasito previo hacia atrás. Es lo que sucede, por ejemplo, en la jardinería, en la que para garantizar que las ramas de un árbol crezcan sanas y robustas primero hay que llevar a cabo una pequeña poda. Una situación muy similar a la que se produce durante el desarrollo de nuestros cerebros, en el que el ligero ‘recorte’ de las conexiones neuronales o ‘sinapsis’ facilita su posterior crecimiento. Una labor necesaria que lleva a cabo el sistema inmune y que, de reactivarse en etapas avanzadas de la vida, puede resultar muy perjudicial, cuando no fatal. Y es que como muestra un estudio llevado a cabo por investigadores del Brigham and Women’s Hospital de Boston (EE.UU.), este ‘refinamiento sináptico’ juega un papel muy importante en la aparición y progresión de las enfermedades neurodegenerativas, muy especialmente de la enfermedad de Alzheimer. De hecho, es muy posible que sea el sistema inmune, y no la acumulación de placas de proteína beta-amiloide, el responsable de la muerte neuronal característica de esta enfermedad –cuando menos en sus fases avanzadas.

Como explica Cynthia Lemere, directora de esta investigación publicada en la revista «Science Translational Medicine», «la deposición de placas de beta-amiloide tiene lugar muchos años antes de la pérdida de memoria en la enfermedad de Alzheimer, pero actuar sobre la manera en la que el sistema inmune responde a estas placas podría ser una excelente estrategia terapéutica. Creemos que en las últimas etapas del alzhéimer no son necesariamente las placas las que provocan la neurodegeneración, sino la respuesta del sistema inmune».

Bloquear la respuesta inmune

El nuevo estudio tuvo por objetivo analizar el papel que juega en el alzhéimer el componente 3 (C3) del sistema del complemento del sistema inmune. Y es que es bien sabido que el C3 colabora en la ‘poda’ de las sinapsis durante el desarrollo cerebral normal. Y asimismo, que este C3 se encuentra en cantidades muy elevadas en los cerebros de los pacientes con alzhéimer.

Entonces, y dado que la pérdida de sinapsis –que no la acumulación de placas de beta-amiloide– es el mejor indicador de la gravedad de la enfermedad, ¿puede suponerse que el C3 es responsable, aun parcialmente, de la neurodegeneración? Y lo que es más importante, el bloqueo de la cascada de reacciones bioquímicas del sistema del complemento –desde C1 a C9, pasando por C3– que tiene lugar durante la respuesta inmune, ¿pude proteger frente a la muerte neuronal y, por ende, prevenir el deterioro cognitivo en las fases avanzadas de la enfermedad?

En las últimas etapas del alzhéimer no son las placas las que provocan la neurodegeneración, sino la respuesta del sistema inmuneCynthia Lemere

Para responder a esta pregunta, los autores utilizaron un modelo animal –ratones– de enfermedad de Alzhéimer al que manipularon genéticamente para que no pudiera producir el C3. Y lo que observaron es que, como consecuencia directa de la ausencia de este C3, estos animales estuvieron protegidos frente a la pérdida de sinapsis y de neuronas asociada a la edad y presentaron menos marcadores de inflamación cerebral.

Es más; los resultados también mostraron que si bien los ratones manipulados y envejecidos siguieron presentando una elevada cantidad de placas de beta-amiloide en sus cerebros, sus funciones cognitivas mejoraron. De hecho, estos animales sin el C3 obtuvieron mejores puntuaciones en las pruebas de memoria y aprendizaje –todo ello a pesar de que tenían una mayor acumulación de placas que sus homónimos con el componente.

Diana terapéutica

La respuesta inmune a las placas de beta-amiloide, y no la acumulación de placas per se, es la responsable de la pérdida de sinapsis y del consecuente deterioro cognitivo en las fases avanzadas del alzhéimer. Tal es así que este C3, que además también se encuentra implicado en otros trastornos del sistema nervioso central como el ictus y la degeneración macular, se presenta como una diana terapéutica muy interesante para el abordaje del alzhéimer.

Como concluyen los autores, «si bien nuestro trabajo está limitado por las diferencias en el sistema inmune y en la esperanza de vida entre ratones y humanos, nuestros resultados sugieren que la modulación de la señalización del sistema del complemento puede representar una estrategia terapéutica potencial para combatir la enfermedad de Alzheimer».

Fuente: ABC. 31 de Mayo de 2017

 

 

Hallan una nueva vía prometedora para prevenir y revertir la calvicie

Los linfocitos T reguladores son los responsables de desencadenar que las células madre de la piel promuevan el crecimiento del cabello

 

Los linfocitos T reguladores –o ‘Treg’– son un tipo de glóbulo blanco especializado en regular la respuesta inmune inflamatoria. Sin embargo, parece que la labor defensiva, absolutamente esencial, que juegan los Treg el organismo no se limita a la lucha frente a los patógenos como los virus o las bacterias. También ayudan a protegernos frente a las inclemencias del tiempo. Y es como muestra un estudio llevado a cabo por investigadores de la Universidad de California en San Francisco (EE.UU.), los Treg son los responsables de desencadenar que las células madre de la piel promuevan el crecimiento sano del cabello. Tal es así que sin la participación de las Treg no es posible que las células madre regeneren los folículos pilosos, lo que conlleva a la aparición de la calvicie.

Como explica Michael Rosenblum, director de esta investigación publicada en la revista Cell, «nuestros folículos pilosos se están reciclando continuamente. Cuando un pelo cae, la totalidad del folículo piloso tienen que crecer de nuevo. Y si bien, tal y como se pensaba, se trata de un proceso completamente dependiente de las células madre, parece que los Treg son absolutamente esenciales. Si desactivas este tipo de célula inmunitaria, el pelo simplemente deja de crecer».

Regeneración capilar

Los Treg, tal y como sucede con muchos otros tipos de células inmunitarias, residen en los ganglios linfáticos. Sin embargo, algunos Treg han trasladado sus moradas permanentes a otros tejidos del organismo, en lo que han evolucionado para, además de llevar a cabo su característica labor reguladora del sistema inmune, colaborar en algunas funciones metabólicas. Por ejemplo, un estudio previo llevado a cabo por los mismos autores mostró que los Treg ayudan a establecer la tolerancia inmune frente los microorganismos no patógenos que habitan la piel en los ratones recién nacidos y liberan moléculas que facilitan la cicatrización en la etapa adulta del animal. Sin embargo, poco más se sabe de las funciones que llevan a cabo estos Treg en la piel.

Con objeto de ampliar este conocimiento, los autores utilizaron modelos animales –ratones– a los que, en primer lugar, manipularon para eliminar la presencia de Treg en la piel y, en segundo lugar, ‘raparon’ en algunas zonas para ver cómo la ausencia de estas células inmunes afectaba al tejido cutáneo. Un experimento que dio lugar a un resultado tan inesperado como sorprendente.

Las deficiencias en los Treg podrían ser responsables de la alopecia areata y jugar un papel en otras de calvicie como la alopecie androgénicaMichael

Como indica Michael Rosenblum, «inmediatamente nos dimos cuenta de que allí donde cortamos el pelo, este nunca volvía a crecer. Algo que nos llamó la atención y que nos impulsó a ir un poco más allá».

Los posteriores experimentos con técnicas de imagen revelaron que los Treg se relacionan estrechamente con las células madre que se encuentran en los folículos pilosos y posibilitan su regeneración. El número de Treg activos que rodean a las células madre de los folículos se multiplica por tres cuando estos folículos entran la fase de crecimiento de su ciclo normal de ‘descanso y regeneración’. Sin embargo, el papel de los Treg se limita a los primeros días –tres en el caso de los ratones– posteriores al corte del pelo. Y es que una vez transcurridos estos primeros días, en los que el pelo ya ha empezado a crecer, eliminar los Treg no tiene ningún efecto. Por tanto, parece claro que estas células inmunes son las responsables de desencadenar el mecanismo por el que las células madre de los folículos regeneran el cabello.

Como apunta el director de la investigación, «es como si las células madre de la piel y los Treg hubieran co-evolucionado, hasta el punto de que los Treg no solo protegen a estas células madre frente a la inflamación, sino que también toman parte en su labor de regeneración. De hecho, las células madre delegan totalmente en los Treg para saber cuándo es el momento de empezar la regeneración del cabello».

Areata o androgénica

Y este descubrimiento, ¿tiene alguna aplicación clínica potencial? Pues parece que sí. De hecho, los autores consideran que podría ayudar a tratar la alopecia areata, enfermedad autoinmune que interfiere con la regeneración de los folículos pilosos y provoca la pérdida de áreas de cabello en las cejas, rostro y cuero cabelludo de los afectados. Y asimismo, la alopecia androgénica, el tipo más común de calvicie en los humanos –sobre todo en varones.

En este contexto, numerosos estudios han mostrado que la mayoría de los genes asociados con la alopecia se encuentran relacionados con los Treg, así como que los tratamientos para potenciar la actividad de estas células inmunes son efectivos para tratar la enfermedad.

Como refiere Michael Rosenblum, «las deficiencias en los Treg podrían ser responsables de la alopecia areata y jugar un papel en otras formas de calvicie, incluida la alopecia androgénica. Un mejor conocimiento del papel crítico de los Treg en el crecimiento capilar podría conllevar al desarrollo de mejores tratamientos para la pérdida del cabello».

Fuente: ABC. 25 de Mayo de 2017

 

La Tierra está al borde de la sexta gran extinción, pero el hombre aún puede evitarlo

La humanidad debe adoptar nuevas políticas para seguir beneficiándose de los «servicios» que le proporciona la biodiversidad

Los científicos pronostican un futuro en el que habrán desaparecido muchas especies que son fundamentales para el bienestar del hombre Sebastian Wojnicki

Imagine una antigua carabela perdida en alta mar. Los marineros tienen frío y deciden quemar unos cuantos listones del barco para calentarse. Les parece más acuciante abrigarse que pensar en los mares que tendrán que recorrer en el futuro, así que poco a poco, queman cuerdas, velas y más maderos. El barco, cada vez más expoliado, parece resistir. Al menos hasta que se levanta la primera tormenta.

Parece un cuento, pero no lo es.  Esto es lo que el ser humano está haciendo en el planeta Tierra, la «nave» en la que la humanidad surca el frío e inhóspito espacio. Un total de ocho artículos científicos han analizado el impacto de las actividades humanas en la pérdida biodiversidad del planeta. Como si se tratara de las piezas de madera del barco, los investigadores han alertado del riesgo de que la pérdida de especies, hábitats y ecosistemas debilite al planeta y repercuta directamente en el bienestar del hombre. Pero, tal como han concluido los autores de estos trabajos, aún hay margen de maniobra para evitarlo.

«Las actividades humanas nos están acercando a la sexta extinción masiva de la historia del planeta Tierra», ha dicho Forest Isbell, investigador en la Universidad de Minessota  (EE.UU) y primer autor de uno de los artículos publicados este miércoles. «Y eso a pesar de que la diversidad de especies le proporciona al hombre muchos beneficios, como madera de los bosques, comida para el ganado o peces en los océanos y ríos».

Isbell ha repasado los trabajos más recientes que han estudiado los beneficios que obtiene el hombre de la riqueza de especies: por ejemplo, algunos han demostrado que reducir la biodiversidad de los bosques disminuye su capacidad de producción de madera.

<<La “anestesia tecnológica” nos hace pensar que podemos reemplazar todo lo que nos da la naturaleza con tecnología>

«La “anestesia tecnológica” nos hace pensar que podemos reemplazar todo lo que nos da la naturaleza con tecnología, pero la realidad es que no podemos sustituir todo», ha explicado a ABC José Antonio González, profesor de ecología en la Universidad Autónoma de Madrid. Pero, tal como reflejan los artículos publicados en Nature, esta idea está cada vez más superada: «Poco a poco, nos estamos dando cuenta de que nuestro modelo depende al cien por cien de la biodiversidad».

Basta con fijarse en la gran cantidad de «servicios» que proporciona un simple parque urbano: «la biodiversidad fija carbono, lo que contribuye a mantener el microclima, retiene el suelo, lo que controla la erosión, regula el ciclo hidrológico y contribuye a mantener agua en los embalses, es una oportunidad de recreación, depura el aire, proporciona madera, y, a veces, puede producir alimentos, como bellotas para los cerdos», ha enumerado González. «Y puedes encontrar montones de ejemplos en cualquier ecosistema al que mires bajo este filtro».

Cuestión de economía

Proteger especies no solo sería muy recomendable, sino que además sería rentable económicamente. Después de hacer cuentas, Isbell ha concluido que el hombre obtiene de la biodiversidad unas ganancias diez veces superiores al dinero que todos los países invierten en conservarla: «Por eso, creo que sería mucho más sabio invertir mucho más dinero en conservar la biodiversidad», ha dicho Isbell.

De hecho, una investigación dirigida por David Tilman y publicada en Nature ha concluido que hay margen de mejora en las políticas de conservación. Las medidas actuales han salvado a 31 especies de aves, en el último siglo, y han permitido que el 20 por ciento de las especies de vertebrados no se acerquen a la extinción. Pero su alcance podría ser mayor, según Tilman. Por ejemplo, el tamaño de la población de los leones en muchas partes de África ha caído hasta un 10 por ciento de su potencial, a causa de la presión humana y de problemas de presupuesto y de infraestucturas, pero con más esfuerzos estos números se podrían mejorar.

Preservar a la vez que se disfruta

La solución está en adoptar políticas alternativas que puedan reducir la presión sobre la naturaleza a la vez que se garantizan las necesidades humanas. Según Tilman, las iniciativas encaminadas a hacer la agricultura más sostenible, a reducir la deforestación y a proteger el medio natural, podrían preservar una gran parte de la biodiversidad restante de la Tierra, al mismo tiempo que las personas obtienen lo que necesitan de ella. Según sus cálculos, el planeta Tierra tiene capacidad de alimentar a 10.000 millones de personas, si se adoptan las políticas adecuadas.

Junto a Tilman, Terry Hughes ha estudiado en su artículo de Nature nuevas formas de proteger los arrecifes de coral, importantes y delicados puntos calientes de biodiversidad, cambiando las políticas de gestión e investigación. Por su parte, el artículo de Robert Pringle ha explorado el potencial de las zonas protegidas para preservar la riqueza de la Tierra, si se consigue que su gestión se implemente en el tejido cultural y económico de la sociedad.

«Hasta ahora se veía al hombre como el enemigo de la biodiversidad, y por eso las políticas de conservación se basaban en las restricciones y las barreras», ha opinado González. «Pero hay otro paradigma, que tiene que ver con vincular la sociedad y su modo de vida con la biodiversidad, y en hacer que la gente participe de los modelos de gestión y en la toma de decisiones. La meta es que las personas sean conscientes de que la protección de la biodiversidad les afecta directamente».

La tradición que conserva la naturaleza

Una de las formas de lograr esto es mirar hacia los modos de vida tradicionales, según el investigador de la Universidad Autónoma de Madrid. «Durante siglos, la gente ha acumulado conocimientos y ha convivido con modelos de gestión que han conservado la biodiversidad». Es el caso de las dehesas españolas, un medio creado por el hombre pero caracterizado por alcanzar un valor ecológico y una biodiversidad muy alta, gracias a «prácticas tradicionales que se han transmitido de generación en generación». Pero esto puede cambiar si se abandona el campo: «Si perdemos esta forma de vida perderemos las dehesas», ha alertado González.

No cambiar las políticas podría tener un coste tan alto que hipotecaría el futuro. Según la investigación dirigida por David Tilman, el número de especies amenazadas y desaparecidas aumentará mucho en las próximas cinco décadas, a causa del crecimiento de la población. La destrucción de los hábitats, la caza excesiva o la introducción de especies invasoras tendrán unos efectos muy graves sobre el estado de la naturaleza, tal como ha repasado el artículo de Forest Isbell.

Con cada especie perdida, la Tierra sería un poco más frágil. «La biodiversidad es la variedad de la vida en la Tierra, ya sean plantas, microbios, ecosistemas, procesos o genes», ha explicado José Antonio González. «Hay una relación muy clara entre la pérdida de biodiversidad y el aumento de vulnerabilidad de los ecosistemas, frente a alteraciones naturales o antrópicas (provocadas por el hombre). De hecho, los ecosistemas más ricos en diversidad son también los más estables y resilientes».

<<Los ecosistemas son el resultado de un largo proceso evolutivo, en el cual cada especie tiene una función concreta>>

En algunos casos los ecosistemas (el conjunto de las especies que viven en un determinado hábitat y las interacciones entre ellas y con su medio físico) parecen funcionar con normalidad, aunque por debajo, la destrucción esté provocando graves daños. A veces, los daños aparecen de repente, por ejemplo porque desaparece una especies clave, o porque hay cambios químicos que transforman el funcionamiento de toda la maquinaria. «Hay que tener en cuenta que los ecosistemas son el resultado de un largo proceso evolutivo, en el cual cada especie tiene una funcion concreta», ha explicado José Antonio González. Por eso retirar piezas de los engranajes puede tener unas consecuencias imprevistas.

Por ejemplo, en España hay cenentares de especies de abejas silvestres. En silencio y sin cobrar nada por ello, polinizan una gran cantidad de plantas interesantes para el hombre: manzanos, cerezos, girasoles, melones. Pero si la actividad humana va desmantelando a este valioso ejército de animales, ¿quién hará su trabajo el día de mañana?

Fuente: Revista Nature, Mayo de 2017

 

Confirman la existencia del horizonte de sucesos, el punto de no retorno de los agujeros negros

Un nuevo estudio apoya su presencia, después de no encontrar pruebas de que los agujeros negros tengan una superficie sólida

 

La Teoría General de la Relatividad de Einstein dibuja un Universo extraño, donde la masa de las estrellas de neutrones deforman el espacio-tiempo y curvan los rayos de luz. Donde la materia se acumula en tal cantidad en algunos puntos, que nada puede frenar su colapso total, a causa de la atracción de la gravedad. En esos puntos, llamados agujeros negros, aparece una singularidad cuyos secretos la ciencia no puede explicar. Y en su entorno, la gran acumulación de masa que se forma es capaz incluso de atrapar la luz y desgarrar el tejido del espacio-tiempo. Esta última frontera, a partir de la cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar del agujero negro, es conocida como horizonte de sucesos. Es, sin duda, la frontera definitiva.

La propia naturaleza del horizonte de sucesos tiene a los científicos sumidos en la oscuridad, hasta tal punto que este límite sigue siendo hoy en día una frontera teórica. Este martes, un estudio publicado en la revista «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» ha presentado una nueva confirmación de la existencia de este horizonte de sucesos. Científicos de la Universidad de Texas, en Austin (EE.UU.) han simulado qué ocurriría si la superficie de los agujeros negros fuera sólida, y las estrellas chocasen contra ellas en vez de ser engullidas. La investigación, que ha concluido que deberíamos de haber observado las huellas de estas colisiones a través de los telescopios, se ha convertido en una nueva prueba de que la Relatividad de Einstein funciona a la hora de explicar el Universo.

«Nuestra intención era confirmar a través de experimentos la idea del horizontes de sucesos», ha dicho en un comunicado Pawan Kuwar, astrofísico en la Universidad de Texas.

Agujeros negros sólidos

Una forma de hacerlo es tener en cuenta una hipótesis que han planteado algunos científicos, y según la cual en realidad la superficie de los agujeros negros es sólida. ¿Qué pasaría si los agujeros acumularan enormes cantidades de masa pero no colapsaran? Una de las consecuencias es que serían sólidos, y que las estrellas atraídas por ellos no serían engullidas, sino que sencillamente quedarían destruidas en una colisión brutal.

¿Y si en vez de agujeros negros, en el centro de las galaxias hubiera objetos sólidos muy masivos? Las estrellas chocarían contra ellos
¿Y si en vez de agujeros negros, en el centro de las galaxias hubiera objetos sólidos muy masivos? Las estrellas chocarían contra ellos– Mark A. Garlick/CfA

«No queríamos afirmar que los agujeros tengan una superficie sólida», ha explicado Kumar. «Sino llevar al conocimiento hasta los límites y encontrar evidencias concretas de que, realmente, hay un horizonte de sucesos en los agujeros negros».

¿Cómo saberlo? Si nada puede escapar del horizonte de sucesos, ¿qué pruebas directas podemos obtener de su existencia? Unos astrónomos están tratando de obtener a primera imagen nítida del horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, Sagitario A*. Pero Kumar y su equipo han probado una aproximación distinta: si los agujeros negros fueran sólidos, los telescopios deberían captar las explosiones generadas en los choques de las estrellas. Pero si no se encuentran es porque, en efecto, están rodeados por un horizonte de sucesos.

Explosiones en el espacio

Las simulaciones por ordenador concluyeron que si eso ocurriera, el gas de las estrellas moribundas cubriría el agujero negro durante meses, o quizás años, emitiendo importantes cantidades de energía. Como casi cada galaxia tiene en su centro un agujero negro supermasivo, este fenómeno debería poder verse con cierta frecuencia por ahí fuera.

Después de una colisión, la superficie de los objetos masivos y sólidos brillaría de forma dramática durante meses o años
Después de una colisión, la superficie de los objetos masivos y sólidos brillaría de forma dramática durante meses o años– Mark A. Garlick/CfA

«Estimamos la tasa de caída de estrellas hacia agujeros negros supermasivos», recordó Wenbin Lu, otro de los investigadores que ha participado en el estudio. «Casi cada galaxia tiene uno. Nosotros solo tuvimos en cuenta los más masivos, que superan los 100 millones de masas solares. De estos hay por lo menos un millón, en una distancia de tan solo miles de millones de años».

El telescopio Pan-STARRS, situado en Hawái, recogió datos útiles para saber si estas colisiones estaban ocurriendo en el espacio. Sus lentes observaron un importante área del cielo durante un periodo de 3,5 años, de busca de fenómenos transitorios («transients», en inglés), fenómenos que brillan durante un tiempo corto y luego se desvanecen.

«Nosotros calculamos cuántos de estos fenómenos transitorios habría captado el Pan-STARRS en un periodo de 3,5 años en su zona. Concluimos que debería de haber descubierto diez de ellos para justificar la teoría del agujero negro sólido», explicó Lu.

Pero, ¿cuántos fenómenos transitorios captó el Pan-STARRS? Ninguno.

«Nuestro trabajo implica que algunos agujeros negros, o quizás todos, tienen un horizonte de sucesos, y que la materia que cae en ellos realmente desaparece del Universo observable, tal como hemos considerado durante décadas», ha concluido Narayan. Por eso, ha dicho: «La Relatividad General ha pasado otra prueba». Por si acaso, estos investigadores usarán un telescopio más potente para seguir buscando este tipo de fenómenos transitorios.

Fuente: ABC. 30 de Mayo de 2017

 

Un telescopio «tan grande como la Tierra» podría conseguir la primera imagen de un agujero negro

Doce antenas tratarán de ver la superficie del agujero negro del centro de la Vía Láctea y comprobar la validez de la Teoría de la Relatividad

Un equipo internacional de astrónomos se está preparando para conseguir la primera imagen de la historia de un agujero negro. El proyecto, que aspira a obtener la fotografía partir de 2018, será fruto de la colaboración entre 12 radiotelescopios de todo el mundo, universidades, agencias, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en inglés) y 100 investigadores de todo el mundo, entre otros. En teoría, el trabajo coordinado de varias antenas receptoras permitirá conseguir el rendimiento de un radiotelescopio tan grande como el planeta Tierra.

Sería una forma de poner a prueba las predicciones de la Relatividad General

Este gigantesco y virtual instrumento recibe el nombre de Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT, en inglés). Está previsto que se ponga en marcha del 5 al 14 de abril, fecha en la que tratará de obtener una imagen de Sagitario A, el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea.

Pasados unos meses, los datos serán cruzados en un superordenador. Entonces se podría obtener la primera reconstrucción del horizonte de sucesos de un agujero negro, esa región que marca el punto de no retorno de estos objetos: por debajo de él, la gravedad del agujero es tan intensa que la luz no puede escapar, pero por encima de esta barrera virtual, sí.

Esto podría tener consecuencias muy importantes. En teoría, poder ver por primera vez el horizonte de sucesos sería una forma de poner a prueba las predicciones de la Relatividad General.

¿Los agujeros negros son invisibles?

Hay que tener en cuenta que los agujeros negros son invisibles, puesto que son tan masivos que son capaces de atrapar la luz. Solo se detecta su presencia cuando algo cae en su interior y emiten potentes oleadas de radiación, o bien cuando deforman el espacio-tiempo y generan un efecto de lente gravitacional. Por eso hasta ahora solo se han podido ver de forma indirecta, y nunca se ha alcanzado su superficie, el horizonte de sucesos

Los investigadores esperan que la imagen que crearán será similar a un anillo rodeando una gran gota negra. Es posible que ese anillo tenga forma de luna, a causa del efecto Doppler. Este se produce porque la materia que forma el disco tiene distintas velocidades en relación con la Tierra y esto distorsiona la forma como se observa. El efecto es parecido (aunque con muchas diferencias) al que pasa con el sonido de la sirena de una ambulancia: este suena distinto en función de la velocidad que lleve el coche, sobre todo dependiendo de si se acerca o se aleja de nosotros.

Simulaciones hechas por el equipo del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT
Simulaciones hechas por el equipo del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT– NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI / Feryel Ozel

Aunque los datos se recogerán en abril de este año, los científicos no esperan obtener el resultado hasta 2018, a causa de la dificultad de procesar toda la información. Entre otras cosas, habrá que poner en común los datos recogidos por muchos telescopios. Se hará a través de una sofisticada técnica (conocida «Very long baseline array interferometry»), gracias a la cual instrumentos separados por continentes enteros se sincronizarán y funcionarán como si fueran una antena gigantesca.

Para que todo salga bien, será necesario que la meteorología acompañe y que toda la tecnología implicada funcione. Entre otras cosas, los científicos tendrán que usar relojes atómicos de precisión extrema y un superordenador para procesar los datos. La complejidad que supone esto explica que el proyecto lleve ya 20 años en marcha.

Foto al agujero negro supermasivo

La recompensa será analizar con detalle el agujero negro supermasivo Sagitario A. Es un cuerpo enorme, que tiene unos 20 millones de kilómetros de ancho (unas 30 veces más que el Sol), pero están tan lejos de la Tierra, a 26.000 años luz de distancia, que en el cielo ocupa una fracción mínima. Además de ser grande, se cree que es muy masivo: él solo acumula 4 millones de masas solares.

Imagen en rayos X de Sagitario A
Imagen en rayos X de Sagitario A– Observatorio Chandra de Rayos X/NASA

Según los cálculos de los astrónomos, Sagitario A ocupa un espacio tan pequeño como la punta de un alfiler en el cielo estrellado. Se cree que a su alrededor el espacio-tiempo está deformado y que por eso su imagen podría estar amplificada y distorsionada hasta formar una «sombra» de 50 millones de kilómetros. Desde la Tierra, ver esto sería como ver una naranja en la superficie de la Luna, según cálculos de Heino Falke y Fulvio Melia, del Instituto Max Planck de Radio Astronomía y de la Universidad de Arizona, respectivamente.

De hecho, este pequeño tamaño es la principal (pero no única) causa de que hasta ahora no se haya podido obtener una imagen del horizonte de sucesos. En radioastronomía se cumple la regla de que cuanto mayor sea la antena, mayor resolución o magnificación se alcanza. Por eso, la solución pasa este asunto pasar por construir un radiotelescopio virtualmente tan grande como la Tierra, por una parte, y por otra, por buscar el mayor agujero negro posible.

Estos son Sagitario A y el agujero negro supermasivo del centro de la galaxia elíptica M87, que es, de hecho, el segundo objetivo de este proyecto.

Actualmente, se cree que los agujeros negros residen en el corazón de la mayoría de las galaxias y en sistemas binarios (de dos estrellas) que emiten rayos X. Otras veces parecen ser los causantes de los famosos estallidos de rayos gamma.

Sea como sea, estudiarlos es clave para la física y la astronomía: son fundamentales para comprender la evolución de las estrellas, la formación de las galaxias y la naturaleza del espacio-tiempo.

 

 

Captan la muerte más lenta de una estrella devorada por un monstruoso agujero negro

Ha durado diez veces más que los procesos similares más duraderos. Creen que es un fenómeno inusual, provocando la muerte de una estrella muy grande o que fue totalmente engullida

 

Cuando una incauta estrella pasa por las cercanías de un agujero negro, no es raro que acabe desgarrada y convertida en un aperitivo para la oscuridad insondable. Antes de morir, algunos de sus pedazos saltan a gran velocidad hacia el espacio, mientras que otros se calientan antes de caer hacia el interior del agujero y emitir un potente «grito» en forma de rayos X. Después de eso, este material atraviesa el horizonte de sucesos y desaparece del espacio-tiempo.

Este «grito» de rayos X ha permitido a unos investigadores averiguar que ahí fuera, un agujero negro está embarcado en el banquete más largo nunca observado hasta la fecha. El proceso ya lleva más de 10 años produciéndose y es 10 veces más largo que cualquier otro conocido hasta ahora.

«Hemos sido testigos de la larga y espectacular muerte de una estrella», ha dicho en un comunicado Dacheng Lim, primer autor del estudio e investigador en la Universidad de New Hampshire (Estados Unidos).

En concreto, los científicos han presenciado un evento de disrupción de marea, un fenómeno que ocurre cuando la gravedad desgarra una estrella y que ha sido observado muchas veces desde los años noventa. «Pero ninguno fue, ni de cerca, tan largo como este», ha dicho Lim.

Varios telescopios de Rayos X (como el Chandra, el satélite Swift y el XMM-Newton (de la ESA) permitieron ver este crimen con extremo detalle. Ocurrió en las proximidades de un agujero negro supermasivo llamado XJ1500+0154 y localizado en el centro de una pequeña galaxia situada a 1.800 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Virgo.

Representación de un evento de disrupción de marea, en el que una estrella es desgarrada al pasar por las cercanías de un agujero negro supermasivo
Representación de un evento de disrupción de marea, en el que una estrella es desgarrada al pasar por las cercanías de un agujero negro supermasivo– ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser

Lo que se pudo ver, sorprendió mucho a los científicos. Si normalmente las estrellas emiten un destello de rayos X que se desvanece al cabo de un año, en esta ocasión la llamarada duró más de una década.

Creen que esto indica que, o bien la estrella desgarrada es mucho más masiva que las otras cuya muerte se ha observado, o bien que esta es la primera vez en que se observa cómo una estrella entera es desgarrada y engullida.

Apetito insaciable

Además, los datos de rayos X han mostrado que el agujero negro creció por encima del límite de Eddington, marcado por el equilibrio hidrostático establecido entre la radiación del gas caliente y el tirón gravitacional.

La conclusión de que los agujeros negros supermasivos pueden crecer tan rápido, gracias a estos eventos de disrupción de marea, ayudaría a explicar el rápido crecimiento observado en estos misteriosos cuerpos cuando el Universo tenía menos de 1.000 millones de años. O, como ha dicho Stefanie Komossa, otra coautura del estudio e investigadora en la «QianNan Normal University for Nationalities», en Duyun (China), las increíbles tasas de crecimiento de los agujeros negros «muestran lo precoces que pueden ser».

«Durante casi todo el tiempo en que hemos estado mirando a este objeto, ha estado creciendo rápidamente», ha dicho James Guillochon, coautor del trabjo e investigador en el centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en en Cambridge (Estados Unidos). «Esto nos dice que algo inusual, probablemente una estrella más o menos dos veces más masiva que el Sol, está alimentando al agujero negro».

Los investigadores han predicho que el brillo de rayos X originado en el banquete se reducirá notablemente esta década. Y así, la estrella que fue engullida hace unos 1.800 millones de años, será historia definitivamente.

Fuente: Nature Astronomy

 

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