El estudio incluye excavaciones arqueológicas, identificación taxonómica morfológica y proteómica, análisis de ADN mitocondrial, datación por radiocarbono de material recién excavado y datación directa de restos humanos, zooarqueología y análisis de isótopos. Además, marca un hito importante en la comprensión de las incursiones iniciales del Homo sapiens en Europa. Demuestra que el Homo sapiens se expuso a condiciones climáticas severas y frías, se movía en pequeños grupos, compartía su entorno con grandes carnívoros, como las hienas, y fabricaba herramientas de piedra con forma de hojas.

Los fósiles hallados están asociados a estas herramientas, las llamadas puntas de hoja, que conforman un tecnocomplejo arqueológico datado entre el Paleolítico Medio, asociado a los neandertales, y el Paleolítico superior, fabricado por Homo Sapiens. Las herramientas de piedra encontradas en Ranis están relacionadas con hallazgos en toda Europa, desde Moravia y el este de Polonia hasta las Islas Británicas, y documentan la llegada del Homo sapiens al noroeste de Europa varios miles de años antes de que los neandertales desaparecieran en el suroeste de Europa.

Análisis de isótopos estables

Los análisis de isótopos estables en dientes y huesos de animales permiten conocer las condiciones climáticas y los entornos que encontraron los grupos pioneros de Homo sapiens alrededor de Ranis. Esta fue la fase en la que más implicado estuvo el Ambi Lab de la ULL. El equipo combinó información de una amplia gama de diferentes proporciones de isótopos estables y demostró que, durante la época del LRJ, prevalecía un clima continental muy frío y paisajes esteparios abiertos.

«Se demuestra que incluso estos primeros grupos de Homo sapiens que se dispersaron por Eurasia ya tenían cierta capacidad para adaptarse a condiciones climáticas duras», señala Sarah Pederzani, que hasta diciembre ha sido investigadora en el Ambi Lab y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y dirigió el estudio del paleoclima del sitio. «Hasta hace poco se pensaba que la resiliencia a las condiciones climáticas frías no aparecería hasta varios miles de años después, por lo que este es un resultado fascinante. Quizás las estepas frías con manadas más grandes de animales de presa eran entornos más atractivos para estos grupos humanos de lo que se pensaba anteriormente».

Otros análisis

El proyecto ha incorporado métodos de la paleoproteómica para identificar especímenes esqueléticos de homínidos de las capas LRJ entre los miles de huesos altamente fragmentados y no identificados del sitio. Así se pudieron diferenciar nuevos restos de homínidos, que luego se analizaron con la ayuda de una metodología de ADN antigua, datación por radiocarbono y análisis de isótopos estables. Varios fragmentos compartían las mismas secuencias de ADN mitocondrial, incluso fragmentos de diferentes excavaciones, lo que indica que pertenecían al mismo individuo o a sus parientes maternos.

También se utilizó la datación por radiocarbono para comprender cuándo los humanos ocuparon la cueva y, de este modo, se ha podido aventurar que el Homo sapiens ocupaba esporádicamente el sitio desde hace 47 500 años. Finalmente, el análisis zooarqueológico de los restos averiguó que la cueva de Ranis fue utilizada de forma intermitente por hienas, osos de las cavernas en hibernación y pequeños grupos de Homo sapiens que consumieron carne de renos, rinocerontes lanudos y caballos.

Las novas son estrellas que aumentan su brillo aparente de forma súbita. Se denominaron así porque se creía que eran nuevos astros que aparecían en el cielo. En la actualidad, se sabe que son producidas por estallidos termonucleares en la superficie de enanas blancas que forman parte de sistemas binarios, donde una de las estrellas absorbe la masa de la otra que la acompaña. Cuando este proceso se repite con cierta periodicidad, se denomina nova recurrente.

Las observaciones de esta nube de gas y polvo cósmico fueron realizadas con el Telescopio Espacial Hubble (HST, por sus siglas en inglés) y con el Telescopio Liverpool, que se encuentra en el Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM), en el municipio palmero de Garafía. La información recopilada por ambos telescopios se apoyó en datos espectroscópicos obtenidos con el Gran Telescopio Canarias (GTC), también en el ORM, y con el Hobby-Eberly Telescope, situado en el Observatorio McDonald de Texas.

Un estudio que prosigue

“En un trabajo anterior, predijimos que ‘12a’ finalmente explotaría como una supernova de tipo Ia en menos de 20.000 años, un tiempo muy corto en términos cosmológicos. Mientras tanto continuaremos extrayendo datos de las próximas erupciones anuales de nova de este sistema”, apunta Pablo Rodríguez-Gil, coautor del artículo e investigador del IAC y de la ULL. A su vez, afirma que aún queda trabajo por hacer: “Una pieza que falta en este puzzle es determinar la naturaleza de la estrella compañera que proporciona el material a la enana blanca. El brillo de esta estrella es extremadamente débil, pero su detección está al alcance de los telescopios más grandes, como el GTC. Este será el próximo paso hacia nuestra comprensión de esta nova recurrente y su destino final”.

“Cada año, esta nova recurrente sufre una erupción termonuclear en la superficie de su enana blanca”, explica Matt Darnley, autor principal del trabajo e investigador del Astrophysics Research Institute de la Universidad John Moores de Liverpool. “Estas erupciones son esencialmente bombas de hidrógeno, que expulsan una cantidad de material equivalente a aproximadamente la masa de la Luna en todas las direcciones a velocidades de unos 1.000 kilómetros por segundo. Estas eyecciones de materia actúan como una máquina quitanieves, amontonando el medio interestelar circundante para formar la cáscara que observamos: la ‘piel’ externa de la burbuja, o el ‘súper remanente’, como lo hemos denominado”.

Colaboración internacional

Estas nuevas observaciones, junto con avanzadas simulaciones hidrodinámicas llevadas a cabo en la Universidad John Moores y la Universidad de Manchester, han revelado que esta enorme cáscara nebular no se nutre de los restos de una única erupción de nova, sino posiblemente de millones de erupciones originadas en el mismo sistema de dos estrellas.

Además de su singularidad y de su gran tamaño, el descubrimiento de este ‘súper remanente’ puede proporcionar valiosa información física. “El estudio de ‘12a’, como denominamos de forma cariñosa a esta nova recurrente, y de su súper remanente podría ayudarnos a comprender cómo algunas enanas blancas crecen hasta llegar a su masa crítica, y cómo explotan como una supernova de tipo Ia una vez superan esa masa —comenta Darnley—. Las supernovas de tipo Ia son herramientas fundamentales para comprobar cómo se expande y crece el Universo”.

Rebekah Hounsell, segunda autora de este estudio e investigadora postdoctoral en la Universidad de Pennsylvania, se encontraba en el Space Telescope Science Institute cuando participó en la investigación. “Las supernovas de tipo Ia están entre las explosiones más grandes del Universo y a la vez son indicadores cosmológicos muy importantes”, subraya esta investigadora. Y añade: “La nova recurrente M31N 2008­–12a es uno de los progenitores de supernova de tipo Ia más prometedores hasta la fecha y nos brinda la oportunidad única de estudiar uno de estos sistemas antes de su explosión final. Al encontrarse en la galaxia espiral vecina más cercana a la nuestra, Andrómeda, la explosión de ‘12a’ sería una de las supernovas más cercanas observadas por los telescopios. La última supernova observada dentro de nuestra propia galaxia ocurrió en 1604”.

El profesor de la institución andaluza, Adán Cabello, es uno de los firmantes del artículo que se publicará en la prestigiosa revista Nature. Señala que este es «probablemente el mayor experimento de la historia de la física, si lo medimos por el número de participantes» y «muestra, de una manera nunca vista antes». El docente de la US, además, destaca «lo curioso que es ver cómo sistemas muy dispares, sometidos simultáneamente a preguntas muy diferentes en distintas partes del planeta, siguen todos exactamente las mismas leyes».

Un ejemplo de superación

La novedad reside en que, por primera vez, todas las decisiones que requirieron cada uno de estos ensayos fueron tomadas directamente por humanos y no por máquinas o dispositivos físicos. De este modo, se pudo evitar que estos pudiesen estar compinchados con las partículas de luz o los átomos. Los integrantes que llevaron a cabo estos 13 proyectos generaron largas secuencias de ceros y unos que iban indicando a cada laboratorio qué medidas tenían que tomar. Para ello, se valieron de Internet y usando juegos e infraestructuras creadas por el Instituto de Ciencias Fotónicas de Castelldefels (Barcelona).

Los resultados de todas y cada una de estas investigaciones demostraron la superación del límite de Bell y confirmaron las predicciones de la física cuántica. Más allá del resultado científico en sí mismo, la iniciativa muestra cómo las redes globales permiten que decenas de miles de personas participen directamente en una investigación científica puntera. Un gran experimento que superó todas las expectativas de los científicos.

La publicación segrega los datos de manera especializada, y revela que la Universidad de La Laguna es, en el ámbito de Física, la número 29. Otra de las tablas de este estudio clasifica las mejores relaciones de colaboración, y en ella la ULL se sitúa con el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia en la número 60.

Con este puesto 38 en la clasificación general de colaboraciones científicas, la Universidad de La Laguna es la segunda mejor situada de España, justo por detrás del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que es la 12. En la clasificación específica de Física se repite la situación: el CSIC es la institución española mejor situada, con el puesto 7, y la ULL la segunda, con el puesto 29.

La base de datos Nature Index fue lanzada en 2014 y rastrea la producción publicada en 68 revistas científicas de alto impacto, seleccionada por un panel de expertos independientes y centradas especialmente en física, química, ciencias de la vida, entre otros ámbitos. Para validar la selección se encuestó a más de 2800 personas de la comunidad científica. De este modo, se estima que esas 68 cabeceras suponen, aproximadamente, el 30 % del total de citas de publicaciones de ciencias naturales.

La versión en línea contiene datos acumulados de los últimos doce meses, bajo licencia Creative Commons, para permitir a los usuarios el análisis de los resultados y colaboraciones de unas 8000 instituciones de 150 países. Esta base de datos y la publicación que ha emanado de ella forma parte del conglomerado de publicaciones y servicios Nature Research, cuyo producto estrella es la célebre revista semanal Nature, fundada en 1869. El portal www.nature.com proporciona a ocho millones de visitantes mensuales el acceso a todas estas ediciones.

Resultados globales

En este número especial del Nature Index se resalta el aumento de las colaboraciones entre científicos europeos y británicos que se ha vivido en los cuatro años inmediatamente anteriores al Brexit.

Los datos generales señalan que la colaboración cruzada estaba produciendo un 26 % más de investigación de calidad en 2015 que en 2012, con un promedio de puntuación de colaboración que ha aumentado de 120 a 152, según los criterios de medida de Nature Index. En cambio, los resultados de Reino Unido con el resto del mundo se han mantenido en torno a 40 y 50 desde 2012.

El suplemento revela que 700 instituciones británicas colaboraron con centros de la UE en 2015 para publicar en revistas de impacto, pasando, frente a los 651 en 2012. Los lazos más fuertes de Reino Unido han sido con Alemania, seguida por Francia, Italia, España y los Países Bajos.

El Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia es la institución con mayor puntuación general, seguida por el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), la Academia China de Ciencias y el Instituto Max Planck (Alemania). La colaboración global más productiva es la mantenida por la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). A escala nacional, las asociaciones entre instituciones de Estados Unidos y China son las que producen mayor investigación de alta calidad.