La radiación cósmica baña nuestro sistema solar, y por tanto también nuestro planeta, desde el mismo momento en el que se formó a partir de una gigantesca nube de gas y polvo hace algo más de 4.500 millones de años. Durante la mayor parte de nuestra historia no hemos sido conscientes de su existencia, por lo que para dar con el primer científico que nos habló de la presencia de una forma de radiación que debía de proceder del espacio exterior debemos remontarnos a 1912.

El físico austríaco Victor Franz Hess fue el primero que identificó la procedencia de una forma de radiación cuya intensidad se incrementa con la altitud y su abundancia varía con la latitud. Para llevar a cabo sus experimentos utilizó globos sonda en cuyo interior introdujo dispositivos de medida diseñados expresamente para medir la radiación presente en la atmósfera.

Sus valiosos hallazgos científicos fueron recompensados con varios galardones, entre los que se encuentra el Premio Nobel de Física, que compartió con el físico estadounidense Carl David Anderson en 1936. Muchos otros científicos continuaron las investigaciones de Hess, y gracias a todos ellos hoy conocemos un poco mejor una forma de radiación que transporta hasta nuestro planeta información muy valiosa acerca del universo al que pertenecemos.

Las kilonovas parecen ser las responsables de la radiación más energética

La radiación cósmica está constituida por núcleos atómicos ionizados de alta energía que se desplazan por el espacio a una velocidad muy cercana a la de la luz (que es aproximadamente de 300.000 km/s). Que estén ionizados nos indica que han adquirido carga eléctrica debido a que han sido despojados de sus electrones, pero estos núcleos atómicos están hechos de la misma materia que nos constituye a nosotros y todo lo que nos rodea, una cualidad que revela en cierta medida su procedencia.

Una de las características más importantes de la radiación cósmica es su esencialmente perfecta isotropía. Este parámetro refleja que los rayos llegan de todas direcciones con la misma frecuencia, lo que nos indica que deben coexistir simultáneamente numerosas fuentes capaces de generarlos. Y esto nos invita a plantearnos una pregunta más: de dónde procede la radiación cósmica.

Una parte importante de la radiación que impregna la atmósfera de nuestro planeta procede del sol, que, como todos sabemos, es la estrella más cercana. Sin embargo, no es en absoluto la única fuente de radiación externa que llega a la Tierra. Buena parte de los rayos cósmicos que recibimos procede de fuera de nuestro sistema solar. De otras estrellas. Y viajan a través del espacio con una enorme energía hasta impactar con los átomos presentes en las capas superiores de la atmósfera de nuestro planeta.

Lo que los astrofísicos no conocían con certeza hasta hace muy poco tiempo era la naturaleza de la fuente que origina las partículas más energéticas que podemos encontrar en el universo. Pero unos investigadores de la Universidad de Nueva York han publicado un estudio científico en Physical Review Letters en el que sostienen que esta forma de radiación procede con una alta probabilidad de las kilonovas, que no son otra cosa que el choque y la fusión de dos estrellas de neutrones para dar lugar a la formación de un agujero negro.

“Después de seis décadas de esfuerzo es probable que hayamos identificado el origen de las misteriosas partículas de mayor energía del universo. Este descubrimiento proporciona una nueva herramienta para comprender los eventos más agresivos del universo: la fusión de dos estrellas de neutrones para formar un agujero negro, el proceso responsable de la creación de muchos elementos preciosos y exóticos, como, por ejemplo, el oro, el platino, el uranio, el yodo o el xenón”, apunta Glennys R. Farrar, profesora de física y una de las personas que firman el estudio.

Las estrellas de neutrones no siempre son solitarias. En ocasiones una de ellas forma parte de un sistema binario junto a una estrella “viva”, y si se dan las condiciones apropiadas esta última puede acabar transformándose también en una estrella de neutrones. En este escenario el sistema binario acaba estando constituido por dos estrellas de neutrones que giran una alrededor de la otra. A medida que transcurre el tiempo van perdiendo momento angular, lo que provoca que sus órbitas se estrechen y se acerquen cada vez más. Y cuando están lo suficientemente cerca la gravedad toma el control y las dos estrellas de neutrones están condenadas a colisionar.

La principal aportación que han hecho Farrar y sus compañeros de investigación es su defensa de la existencia de una relación muy estrecha entre la energía de los rayos cósmicos más intensos y su carga eléctrica. Sus conclusiones tienen que ser refrendadas experimentalmente, pero representan un soplo de aire fresco en un campo en el que no es nada fácil elaborar nuevo conocimiento.

Imagen | Generada por Xataka con DALL-E

Más información | Physical Review Letters

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Hacer mortero es fácil. Llevamos miles de años haciéndolo y, aunque hemos refinado la fórmula para que no sea la misma que usaban hace 10.000 años en Jericó o en la construcción de las primeras pirámides de Egipto, la receta es simple. Una parte de cemento (o un aglutinante en la antigüedad), una de agua y tres de arena. Con eso, tenemos una mezcla que lleva milenios sirviendo a la perfección.

Pero, aunque hemos ido puliendo la fórmula con mejores materiales, el mortero tiene varios problemas, y los investigadores de la Universidad de Newcastle se han propuesto solventarlos. ¿Cómo? Con un mortero ecológico que añade plástico a la masa.

Arena en el punto de mira. El uso de arena es clave para la producción de mortero. También para el hormigón, siendo este un material que llevamos años intentando retirar gracias a alternativas que aparecen cada cierto tiempo. Y el motivo por el que usar arena es un problema es porque estamos agotando las reservas mundiales de este material.

Además, hacer mortero, cemento y hormigón es muy contaminante. Se estima que la industria cementera es responsable de aproximadamente el 5% de las emisiones globales de CO₂ y, siendo este un componente fundamental del mortero y el hormigón, cuanto más reduzcamos su uso, mejor. Extraer arena también puede causar daños ecológicos en ríos y playas, así como riesgos para la salud debido a la inhalación de partículas, por ejemplo.

Mortero ecológico. Es ahí donde entran en juego las investigaciones para crear hormigón verde o la que mencionamos de la Universidad de Newcastle. En su estudio, el equipo detalla cómo gracias a aerogel de sílice y plástico reciclado han creado un nuevo mortero que consigue ser respetuoso con el medio ambiente.

El equipo desarrolló diferentes mezclas añadiendo más o menos sustitutos de la arena y encontraron que la más eficaz es la que tiene un 7% de aerogeles de sílice y un 3% de plástico PET.

El blanco es el aerogel de sílice. El gris el plástico PET

Plástico al rescate. Pero… ¿eficaz en qué? Pues, curiosamente, este nuevo mortero viene para solucionar varios problemas de la arena convencional. Lo primero que destacan es que la nueva mezcla de mortero es capaz de reducir la pérdida de calor de una estructura en hasta un 55% si se compara con el mortero convencional. Esto ayuda tanto a enfriar antes una estancia en verano como a retener el calor en meses fríos.

Esto ocurre porque el mortero convencional es un mal aislante térmico, permitiendo que se escape el calor fácilmente. Pero no sólo esto: el nuevo mortero también es más ligero que el convencional, lo que implica un menor costo en el transporte por el ahorro de combustible asociado.

Pruebas de conductividad térmica de este mortero ecológico. Falta probarlo en el mundo real…

2×1. Aparte de contribuir a que una construcción sea más eficiente a nivel energético, este mortero a base de plástico resuelve otro problema de manera directa. Las partículas de plástico PET empleadas proceden de residuos de plástico triturados (botellas, principalmente), por lo que el uso masivo en mortero puede ayudar a reducir esa contaminación de plásticos que nos trae de cabeza.

Faltan pruebas. El equipo explica que han logrado alcanzar las normas británicas para la construcción de este nuevo mortero y ya están trabajando en el siguiente gran paso: encontrar colaboradores como una empresa de construcción para solicitar financiación y construir una casa con el mortero ecológico.

Es lo que les permitirá obtener la evidencia directa de ese ahorro potencial de energía, algo que hasta que no pongan en práctica en entorno real a gran escala, se queda sólo en la teoría. Pero bueno, mientras esperamos a ver si consiguen esa oportunidad, lo cierto es que es llamativo cómo investigadores de todo el globo están empeñados en jubilar el cemento, el mortero y el hormigón.

Otra cosa es que las nuevas alternativas más ecológicas sean capaces de competir en costos, que es lo que convencería en última instancia a quienes levantan los edificios.

Imágenes | Newcastle University, Sciencedirect

En Xataka | En Europa, el plástico reciclado vale más que el nuevo y la culpable es una vieja conocida: la directiva de los tapones

Las acciones del operador de satélites franco-británico Eutelsat se dispararon a principios de esta semana en la bolsa de París ante la posibilidad de que reemplace a Starlink en la guerra de Ucrania y en el contexto del rearme europeo. No cabe duda de que Europa buscará recuperar su autonomía en el espacio, pero no existe ninguna empresa capaz de replicar Starlink a corto o medio plazo.

Eutelsat aprovecha el pulso geopolítico. Entre el lunes y el miércoles, los títulos de Eutelsat llegaron a quintuplicar su valor, añadiendo 1.000 millones de euros a la capitalización bursátil del grupo, que venía de mínimos históricos e incluso había sido degradado a “bono basura” por Moody’s, debido al lento desempeño de OneWeb y las altas necesidades de inversión.

El repentino interés, impulsado principalmente por inversores minoristas y posiciones en corto, se remonta al 28 de febrero, cuando una acalorada disputa pública entre Volodímir Zelenski y Donald Trump llevó a Estados Unidos a pausar la ayuda militar a Kiev, con amenazas de cortar el servicio de Internet satelital de Starlink si Ucrania no le concedía acceso a sus minerales.

Mientras los gobiernos europeos buscaban una alternativa, el director ejecutivo de Eutelsat dijo que harían falta “meses, no años” para proporcionar a Ucrania tantos satélites como Starlink, lo que acabó disparando la acción de la compañía (con el paso de los días, reajustada a la baja). Sin embargo, la realidad es siempre más compleja que un titular.

Cómo Starlink se volvió vital para Ucrania. Cuando Rusia dejó fuera de servicio las redes de satélites convencionales (Viasat, Iridium, Inmarsat…), Starlink dio una ventaja crucial a Ucrania. La empresa dirigida por Elon Musk no solo tenía capacidad de enviar más terminales y antenas al frente, sino que era más resistente a ciberataques e interferencias electrónicas, el famoso “jamming”.

La explicación es que Starlink es una constelación de miles de satélites en órbita baja que dan una vuelta a la Tierra cada 90 minutos, por lo que distintos satélites van pasando por el cielo para dar servicio a una zona determinada. Los ciberataques y el jamming ruso eran más efectivos con compañías que tienen satélites geoestacionarios y permanecen fijos a 36.000 km de altitud.

OneWeb, la alternativa europea a Starlink. Desde que adquirió OneWeb, Eutelsat controla aproximadamente 630 satélites en órbita baja, respaldados por 35 satélites geoestacionarios. Es la única constelación global operativa más allá de Starlink, aunque China ha empezado a desplegar también las suyas.

A diferencia de Starlink, cuyo negocio principal son los consumidores finales, OneWeb se ha centrado en comunicaciones militares, gubernamentales, marítimas, de aviación, industriales, de logística y para operadoras. La razón es la enorme diferencia de escala: SpaceX tiene una densidad 10 veces mayor de satélites, lo que le permite atender a más usuarios simultáneos con Starlink.

Todo se reduce a los cohetes. Europa acaba de recuperar su acceso autónomo al espacio con la entrada en servicio definitiva de los cohetes Vega-C y Ariane 6. Pero estos lanzadores no son reutilizables: cada misión requiere uno nuevo, lo que impide su uso para desplegar grandes constelaciones de satélites. No solo no sería rentable: sería logísticamente imposible, ya que los cohetes en órbita baja tienen que ser repuestos cada pocos años.

En cambio, el Falcon 9 de SpaceX es parcialmente reutilizable. La compañía recupera rutinariamente el propulsor y las mitades de la cofia, y gracias a esa ventaja competitiva puede lanzar dos misiones Starlink cada semana. En total, SpaceX ha lanzado más de 8.000 satélites Starlink, de los cuales más de 7.000 siguen en órbita. El Falcon 9 también es uno de los cohetes que han puesto en órbita los satélites de OneWeb/Eutelsat.

Esta situación no se va a resolver hasta que la industria privada europea, con inversiones de la ESA, tenga listos sus primeros cohetes reutilizables. La empresa mejor posicionada es la francesa ArianeGroup, que durante décadas ha tenido el duopolio de lanzadores de Europa junto a la italiana Avio. Pero su subsidiaria MaiaSpace está desarrollando un cohete relativamente pequeño: Maia, con capacidad para poner entre 500 y 2.500 kg en órbita heliosíncrona. En ese rango competirá con el Miura 5 de la española PLD Space.

Imagen | OneWeb

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