Actualidad astronómica: el kiosco del astrónomo
Una vez más Juan Antonio Bernedo nos envía un artículo con la actualidad astronómica de los últimos tres meses. Muchas de ellas no han sido cubiertas por NeoFronteras en el pasado.
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Noticias del trimestre
Por si no teníamos bastantes complicaciones, el 27 de febrero pasado, el IPCC publicó la segunda parte de su Sexto Informe de Evaluación – «Impactos, Adaptación y Vulnerabilidad» y sus datos no son nada buenos: se está acelerando el calentamiento global debido al pobre control de las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera y los efectos en la vida vegetal, animal y humana se están agravando de tal manera que ya se advierte que no parece probable alcanzar los objetivos de los acuerdos de París de 1,5ºC para 2100.
Una noticia del Sol que sorprende, a pesar de que los estudios lo califican como estrella estable, es que está muy activo últimamente, y su actividad está muy por encima (más del doble) de los valores previstos para la época del ciclo en la que estamos. Se producen grandes grupos de manchas y bastantes auroras polares. También se han producido últimamente tormentas solares con eyecciones de masa coronal que han producido la pérdida de hasta 40 satélites Starlink (SpaceX) durante su proceso de lanzamiento. La tormenta solar del 4 de febrero obligó a ponerlos en «modo seguro» antes de que pudieran alcanzar su órbita prevista y acabaron cayendo e incinerándose en la atmósfera.
Lamentablemente, tenemos que comentar los efectos negativos de la guerra de Ucrania relativos a nuestro campo astronómico (los efectos humanos, económicos y culturales son a todas luces, desastrosos): A pesar de los llamamientos repetidos para que la guerra no afecte a la cooperación con los científicos rusos, se suspenden colaboraciones con Rusia en programas científicos como ExoMars (iba a ser lanzada en septiembre, pero se suspende), el telescopio de rayos X eROSITA (que se ha puesto en «modo seguro» a mitad de misión). También Rusia dejó de colaborar y amenazó con retirarse de la Estación Espacial Internacional (aparte del transporte se encargaba también de la impulsión de la estación mediante los motores de sus naves) y amenazó también con dejar de suministrar motores de cohetes a EE.UU.
Por último, una buena noticia es que ya hay más de 5.000 exoplanetas descubiertos confirmados. No es una cantidad ingente, pero ya suficiente para hacer algunos estudios estadísticos de distribución, tipología y posición de órbita respecto a su estrella. El gran impulso descubridor del observatorio espacial Kepler, y posteriormente de Gaia han aportado 5.005 exoplanetas confirmados y otros 8.709 candidatos. Todo esto ha hecho que tuviéramos que revisar nuestras teorías y corregir al alza la cantidad de planetas que hay en el universo, y aunque todavía inalcanzables, muchos de ellos habitables y… quién sabe si habitados.
Una estrella a 12.900 millones de años-luz: EARANDEL
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El Telescopio Espacial Hubble ha desvelado una simple estrella cuya luz ha viajado durante 12.900 millones de años a la Tierra, procedente de un universo de apenas 900 millones de años. Actualmente es la estrella más distante conocida, y el equipo la ha apodado Earendel, en honor de un personaje del «Silmarillion» de Tolkien.
El descubrimiento es un gran salto adelante, ya que el anterior poseedor del récord de estrella más distante existía en un universo de 4 mil millones de años.
El observatorio espacial tuvo algo de ayuda de la propia óptica de la naturaleza: la vasta masa de un cúmulo de galaxias en primer plano, que se encuentra entre nosotros y la estrella distante, actúa como una lente y su gravedad amplifica la luz de la estrella miles de veces. El descubrimiento se publicó el 31 de marzo en Nature.
Los astrónomos ya habían encontrado la lejana galaxia anfitriona de la estrella entre las galaxias más cercanas del cúmulo, en primer plano en observaciones anteriores del Hubble, tomadas en 2016 como parte del Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS). El equipo continuó la observación con imágenes adicionales del Hubble en 2019.
La lente gravitacional del cúmulo distorsiona la luz de la galaxia distante en una «media luna» larga y delgada que el equipo apoda «Arco del Amanecer» en el estudio actual.
Pero no toda la galaxia lejana está amplificada y distorsionada de la misma manera. Así como la luz que pasa a través del agua ondulada produce ondas propias en el fondo de la piscina, la luz de la galaxia también se ondula, con algunas partes de ella más potenciadas que otras. Los puntos más altamente magnificados son aquellos que están situados en lo que los astrónomos llaman la «línea de amplificación crítica».
A medida que los objetos se acercan a esa línea crítica, su amplificación aumenta. Para objetos muy pequeños, como las estrellas, ocasionalmente pueden alinearse con tanta precisión con la línea crítica que su incremento lumínico aumenta dramáticamente, hasta un factor de miles.
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El equipo procesó las imágenes del Hubble con múltiples modelos de computadora con lentes gravitacionales. Ajustaron los modelos a otros cúmulos estelares en la galaxia «Arco del Amanecer», dos de los cuales aparecen a cada lado de Earendel, con su luz dividida en múltiples imágenes. La estrella en sí no está dividida, lo que sugiere que está más cerca de la línea curva crítica que los cúmulos de estrellas. Si bien los modelos no están de acuerdo sobre la cantidad exacta de ampliación, todos coinciden en que la estrella se amplía al menos 1.000 veces y tal vez hasta 40.000 veces.
Los modelos también acotan el tamaño de la estrella: menos de unos 2 años-luz de diámetro, pero posiblemente mucho más pequeña que eso. El tamaño descarta la posibilidad de que lo que Hubble haya detectado sea un cúmulo de estrellas; es más probable que sea una sola estrella.
Basado en el brillo de Earendel, los investigadores estiman que es masiva, que contiene el equivalente a decenas o incluso cientos de masas solares, con pocos elementos aparte del hidrógeno y el helio. Dada la edad del universo al que pertenece, no es probable que Earendel sea una de las primeras estrellas, conocida como Población III, pero debido a su gran masa, es sin embargo un generador temprano de nuevos elementos pesados.
El descubrimiento confirma que las estrellas masivas estaban presentes desde el principio en el universo, como se predecía y, de hecho, se ha utilizado como hipótesis en investigaciones sobre viejas estrellas de la Vía Láctea. Algunos estudiosos de antiguas estrellas cercanas, en busca de pistas sobre la evolución estelar en el universo primitivo, celebran el descubrimiento como un hallazgo fantástico. Las primeras estrellas masivas deben haber producido los primeros elementos e impulsado la evolución química, por lo que tener observaciones nuevas que apoyen esta noción es importante.
Con estos hallazgos preliminares en la mano, el equipo ahora usará el Telescopio Espacial James Webb para conocer la verdadera naturaleza de la estrella y cómo encaja en la evolución del universo. Ya hay una solicitud aprobada para observaciones utilizando el nuevo telescopio una vez que los ingenieros hayan terminado de alinear su óptica. Las imágenes y espectros de JWST mejorarán las estimaciones de la masa, la temperatura y el tipo espectral de la estrella.
Fuente: Sky&Telescope, 30 de marzo de 2022
Muestras lunares chinas misteriosas
Aún no está claro qué impulsó el vulcanismo «reciente» que dio origen a las rocas de la Luna recogidas por la sonda china Chang’e 5.
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Hasta hace poco, la investigación del geocronólogo Li Xian-Hua se centraba en las rocas fundidas de la Tierra. Pero en diciembre de 2020, cuando una sonda espacial china trajo a la Tierra las primeras rocas lunares extraídas por su país, la investigación de Li dio un giro. Li Xian-Hua, del el Instituto de Geología y Geofísica (IGG) de la Academia China de las Ciencias, en Pekín, es uno de los planetólogos chinos que han tenido la oportunidad de estudiar por primera vez rocas lunares. Las muestras, recogidas por la sonda Chang’e 5, son las primeras que llegan a la Tierra desde las misiones Apolo de la NASA y Luna de la Unión Soviética, hace más de 40 años. Ahora las están examinando para entender mejor la evolución de nuestro satélite.
Esos trabajos están comenzando a arrojar resultados emocionantes. En los últimos seis meses se han publicado media docena de artículos sobre las muestras de Chang’e 5. Y la semana pasada, en la Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria celebrada en Houston, se presentaron en torno a una docena de estudios durante una sesión sobre las misiones lunares de China. En ellos parece abrirse una ventana a una era muy distinta del magmatismo lunar, en comparación con las muestras obtenidas con anterioridad.
La misión Chang’e 5 recogió 1,7 kilogramos de un material volcánico llamado basalto en el océano de las Tormentas, una vasta llanura de lava situada en la parte norte de la Luna. La ubicación se eligió, en parte, porque podía contener material volcánico más joven que las regiones visitadas por las misiones Luna y Apolo. Los científicos esperaban que un terreno más joven proporcionara información sobre el momento en que la Luna comenzó a enfriarse, pero aún presentaba actividad volcánica.
El pasado julio, la Administración Nacional Espacial de China entregó los primeros especímenes a científicos de todo el país. Se distribuyeron unos 17,5 gramos de polvo de grano fino y roca sólida a 31 proyectos científicos, seleccionados de entre 85 solicitudes. Después se han producido varias convocatorias más para trabajar con las muestras lunares.
Los investigadores se lanzaron a fechar las rocas lunares. El 7 de octubre, un equipo notificó una edad de 1.960 millones de años (57 millones de años arriba o abajo) para los basaltos. Menos de 2 semanas después, otro grupo en el que trabajaba a Li corroboró esas fechas, al estimar la edad en 2.000 millones de años (más menos 4 millones de años).
Los resultados confirmaron que la Luna todavía presentaba actividad volcánica casi mil millones de años después de que esa actividad alcanzara su punto máximo, de acuerdo con las rocas de las misiones Apolo. Pero averiguar qué impulsó ese vulcanismo no ha resultado sencillo.
Una de las principales teorías, basada en observaciones de satélites, vinculaba el vulcanismo al calor producido por los elementos radiactivos presentes en el manto lunar, como el potasio y el torio. Pero cuando otro equipo del IGG examinó los basaltos lunares, determinó que las altas concentraciones de estos elementos no eran la causa.
Otra posibilidad era que el manto contuviera suficiente agua para reducir la temperatura a la que se derriten los materiales y facilitar la erupción del magma. Pero el planetólogo del IGG Lin Yangting y sus colaboradores descubrieron que las rocas lunares probablemente provenían de un magma relativamente seco, por lo que la cuestión de la fuente de calor del volcán desconcierta a los científicos.
Otros investigadores creen que un examen más detallado de esas rocas podría revelar que en realidad provienen de una fuente rica en elementos radiactivos, porque el reciente estudio de Lin y sus colaboradores se realizó en muestras de suelo que contenían muchos materiales. Han descubierto que sus muestras de rocas contienen mucho titanio, lo que sugiere que provienen de las profundidades del manto.
En el próximo decenio, China tiene pensado enviar una misión de retorno de muestras al polo sur de la Luna y otra a Marte.
La colimación del telescopio espacial James Webb fue un éxito
El 11 de marzo, el equipo de Webb completó la etapa de alineación conocida como «fase fina». En esta etapa clave de la puesta en servicio del elemento del telescopio óptico de Webb, todos los parámetros ópticos que se han verificado y probado están funcionando a la altura de las expectativas o por encima de ellas. El equipo tampoco encontró problemas críticos ni contaminación o bloqueos medibles en la ruta óptica de Webb. El observatorio puede recolectar con éxito la luz de objetos distantes y entregarla a sus instrumentos sin problemas.
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Aun quedan meses para que el Telescopio James Webb finalmente nos sorprenda con su nueva visión del cosmos, pero el logro de este hito significa que el equipo ya puede confiar en que el primer sistema óptico de este tipo está funcionando lo mejor posible. Ya hace más de 20 años, el equipo de Webb se dispuso a construir el telescopio más potente en el espacio e ideó un diseño óptico audaz para cumplir con los exigentes objetivos científicos.
Si bien algunos de los telescopios terrestres más grandes de la Tierra utilizan espejos primarios segmentados, Webb es el primer telescopio en el espacio que utiliza un diseño de este tipo. El espejo principal de 6,5 metros, demasiado grande para caber dentro del carenado de un cohete, está compuesto por 18 segmentos de espejo hexagonales de berilio. Tuvo que plegarse para el lanzamiento y luego desplegarse en el espacio antes de que cada espejo se ajustara, con una precisión de nanómetros, para formar una sola superficie de espejo.
Con la etapa de fase fina de la alineación del telescopio completa, el equipo ahora ha alineado completamente el generador de imágenes principal de Webb, la cámara de infrarrojo cercano, con los espejos del observatorio.
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Durante las próximas seis semanas, el equipo procederá con los pasos de alineación restantes antes de los preparativos finales del instrumento científico. El equipo alineará aún más el telescopio para incluir el espectrógrafo de infrarrojo cercano, el instrumento de infrarrojo medio y el generador de imágenes de infrarrojo cercano, así como el espectrógrafo sin rendija. En esta fase del proceso, un algoritmo evaluará el rendimiento de cada instrumento y luego calculará las correcciones finales necesarias para lograr un telescopio bien alineado en todos los instrumentos científicos. Después de esto, comenzará el paso de alineación final del Webb y el equipo ajustará cualquier pequeño error de posicionamiento residual en los segmentos del espejo.
El equipo planea concluir todos los aspectos de la alineación del elemento del telescopio óptico a principios de mayo, antes de pasar a la preparación de instrumentos científicos, que llevará aproximadamente dos meses. Las primeras imágenes y datos científicos de resolución completa de Webb se publicarán en el verano.
Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo y, una vez que esté en pleno funcionamiento, ayudará a resolver misterios en nuestro sistema solar, mirar más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigar las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios en la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
Fuente: Noticia de NASA, 16 marzo 2022
Nuevo interés por Venus
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Hace 30 años concluyó la misión Magallanes y aparentemente no ha habido más interés en NASA por ese planeta. Ahora una nueva generación de astrónomos creen que Venus merece otra oportunidad.
La decepción al encontrar un paisaje infernal y estéril hizo que muchas miradas se dirigieran a Marte que, aunque está más lejos, es un planeta mucho más fácil de visitar y estudiar. Recientemente, sin embargo, el interés por Venus ha vuelto a aumentar. Esto se debe en parte a los nuevos datos de alta resolución de Venus Express de la Agencia Espacial Europea (ESA) y el orbitador Akatsuki de Japón, y en parte al interés de la comunidad de exoplanetas.
Los avances en la ciencia de los materiales permiten que la electrónica sobreviva a las condiciones cálidas y ácidas de Venus durante más tiempo, lo que hace que las misiones in situ sean más factibles. En medio de estos desarrollos, los primeros astrónomos han comenzado a ver el entorno infernal de nuestro vecino planetario como una ventaja: un misterio que pide ser resuelto. La lista de misiones a Venus aprobada recientemente por la NASA, ISRO, ESA y planificada por entidades privadas refleja este interés resurgente y promete abordar una serie de preguntas abiertas. Se pretende estudiar diversos temas en geología, sismología y ciencia atmosférica en los próximos años. He aquí una breve selección no exhaustiva de las investigaciones presentadas.
Venus es actualmente inhóspito: parece poco probable que cualquier forma de vida, incluso la extremófila, pueda sobrevivir allí ahora. Pero algunos modelos climáticos sugieren que nuestro planeta vecino podría haber sido habitable hace apenas 700 millones de años.
Si eso es cierto, las pistas deberían permanecer en su entorno. Los océanos antiguos, por ejemplo, tendrían que haberse evaporado, ya que el planeta ahora está seco. Cuando las moléculas de agua se evaporan de un planeta, el hidrógeno escapa fácilmente al espacio mientras que el oxígeno más pesado se queda. No vemos una cantidad significativa de oxígeno sobrante en la atmósfera, pero Sasha Warren (Universidad de Chicago) y sus colegas sugieren que el planeta podría haber escondido su oxígeno entre los basaltos de los flujos de lava. Su modelo de la historia atmosférica de Venus libera la posibilidad de que alguna vez existió agua superficial allí.
Es posible que el oxígeno haya reaccionado con las rocas basálticas de la superficie, porque el basalto contiene una gran cantidad de hierro, y el hierro se puede oxidar, almacenando potencialmente el oxígeno en los minerales de la corteza. Esta podría ser la razón por la que no lo vemos hoy en la atmósfera.
Si bien las rocas oxidadas probablemente ya se habrían subsumido en la corteza, eludiendo así la detección directa, las misiones futuras podrían ver firmas indirectas de la historia de la superficie.
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Sin embargo, otro estudio sugiere que Venus nunca tuvo mucha agua. Cedric Gillmann (Universidad de Rice) y sus colegas construyeron un modelo de ordenador para profundizar en el pasado del agua en el planeta: cuándo y cuánto se aportó y adónde fue todo. El modelo incluye formas en que el agua llega a la superficie del planeta, como la liberación de gases volcánicos y el suministro a través de cometas, así como múltiples formas en que el agua escapa de la atmósfera.
La relativa simplicidad de los intercambios de gases de Venus, en comparación con la Tierra, permitió a este equipo retroceder el reloj e inferir la historia volátil del planeta. Sus cálculos finalmente sugieren que si Venus tuvo océanos antiguos, solo transportaron una décima parte del agua que tienen los océanos de la Tierra en la actualidad.
Otro foco de renovado interés es un tipo de terreno venusiano conocido como «tessera» (plural «tesserae»). Algunos han sugerido que estas regiones de roca plegada y deformada representan la corteza conservada más antigua de Venus. Como tales, podrían arrojar luz sobre cualquier catástrofe global que Venus soportó en su pasado.
Pero un nuevo estudio, dirigido por Paul Byrne (Universidad de Washington en St. Louis), afirma que la formación de algunas tesserae puede haber tenido lugar recientemente (en términos geológicos), e incluso podría estar en todavía curso.
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Esto sería sorprendente porque la Tierra y Venus tienen la misma edad y composiciones similares, pero el manto de nuestro planeta no ha tenido formaciones a gran escala como tesserae desde al menos el período Jurásico.
El equipo de Byrne analizó grandes franjas de imágenes de radar de superficie y llegó a la conclusión de que, al menos en algunas regiones, las tesserae no parecen ser distintas del terreno circundante; de hecho, parecen ser parte de una gradación continua. Por ejemplo: la direccionalidad de ciertas características alrededor de Ovda Regio son paralelas al tejido tectónico de la tessera allí, lo que significa que no hay un límite perceptible entre ellas.
Esta observación es problemática para nuestra comprensión actual de cómo se forman con el tiempo áreas con llanuras lisas, llanuras estriadas y tesserae. Este nuevo análisis, además del hecho de que en realidad no sabemos de qué están hechas las tesserae, cuestiona la suposición de que son universalmente antiguas y pone en duda su aspecto «geológicamente más joven» que la Tierra.
El equipo propone que Venus podría estar enfriándose de manera menos eficiente porque efectivamente está inmerso bajo una manta a 450ºC. La tectónica de placas, que ocurre solo en la Tierra, también es mucho más eficiente para reciclar el calor del núcleo.
Los estudios de investigación presentados dejan en claro que incluso las preguntas más básicas de la historia de Venus permanecen abiertas. ¿La antigua Venus una vez albergó agua? ¿O incluso océanos? ¿Pueden las formaciones superficiales actuales arrojar luz sobre el pasado del planeta? Estas son preguntas que futuras misiones a nuestro planeta hermano ayudarán a responder.
Fuente: Sky&Telescope, 22 de marzo de 2022
Extraño círculo espacial captado en radio, con gran detalle
Los astrónomos han visto solo un puñado de extraños círculos de radio y están tratando de precisar qué los causa.
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Los astrónomos captaron una imagen de primer plano de un objeto espacial raro y misterioso, que provocó un impulso renovado para descubrir su origen. Los círculos de radio impares (ORC) son anillos gigantes de ondas de radio. Solo se han visto cinco, pero nunca con un detalle tan espectacular.
La imagen de ORC J2103-6200, también llamada ORC1, fue capturada por el radiotelescopio de alta resolución MeerKAT en Sudáfrica, lo que ha proporcionado a los investigadores información sin precedentes sobre estos raros fenómenos. Los detalles se publicaron en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Los nuevos datos de radio de MeerKAT muestran que el gran círculo exterior del ORC tiene posiblemente más de un millón de años-luz de diámetro, diez veces el diámetro de la Vía Láctea, con una serie de anillos más pequeños en su interior.
Los primeros tres ORC, incluido ORC1, se descubrieron utilizando el telescopio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) en 2019. Un cuarto fue identificado en datos de archivo del Radiotelescopio Gigante MetreWave de India en 2013, y un quinto en ASKAP, más reciente. La mayoría de los ORC tienen una galaxia en su centro, por lo que los astrónomos sugieren que podría tener algo que ver con su creación. También es desconcertante para los científicos el hecho de que los ORC se hayan visto solo en longitudes de onda de radio y no hayan sido detectados por telescopios ópticos o de rayos X.
Para explicar el origen de los ORC los investigadores han propuesto tres teorías. La primera es que se crean a partir de una onda de choque desde el centro de su galaxia, similar a lo que sucede cuando se fusionan dos agujeros negros supermasivos. La segunda teoría es que resultan de las actividades de un núcleo galáctico activo, con chorros de radio arrojando partículas para crear la forma del ORC. La tercera teoría es que los ORC son caparazones causados por estallidos estelares en el centro de sus galaxias.
Los ORC detectados hasta ahora se han encontrado principalmente utilizando ASKAP, debido a su enorme campo de visión. Los radiotelescopios generalmente pueden observar un área del tamaño de la Luna, mientras que ASKAP puede escanear áreas 100 veces más grandes. Una vez que ASKAP detectó ORC1, se utilizó MeerKAT para examinarlo con más detalle, porque su resolución más alta proporciona una imagen de radio mucho más nítida.
El proyecto ORC es un gran ejemplo del uso inteligente de MeerKAT por parte de sus usuarios, aprovechando sus puntos fuertes: ASKAP observa grandes franjas del cielo y puede descubrir tipos de objetos relativamente raros; MeerKAT puede luego hacer un seguimiento para estudiarlos con mayor detalle.
Otros radiotelescopios de alta resolución en todo el mundo probablemente pronto apuntarán hacia estos objetos, particularmente una vez que la próxima generación de estos instrumentos entre en funcionamiento en los próximos años. Estos incluyen Square Kilometer Array, que tendrá miles de antenas en dos sitios en Australia y Sudáfrica, y Next Generation Very Large Array en los Estados Unidos.
Fuente: Nature, 25 marzo 2022
Astrónomas descubren la molécula más grande de un disco protoplanetario
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Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, investigadoras del Observatorio de Leiden, en los Países Bajos, han detectado por primera vez dimetil éter en un disco de formación de planetas. Con nueve átomos, se trata de la molécula más grande identificada en un disco de este tipo hasta la fecha. También es un precursor de moléculas orgánicas de mayor tamaño que pueden conducir a la aparición de vida.
El dimetil éter es una molécula orgánica comúnmente vista en nubes de formación estelar, pero nunca antes se había encontrado en un disco de formación de planetas. El equipo también hizo una detección tentativa de formiato de metilo, una molécula compleja similar al dimetil éter que también es una pieza clave en la construcción de moléculas orgánicas aún más grandes.
Las moléculas se encontraron en el disco de formación de planetas que hay alrededor de la joven estrella IRS 48 (también conocida como Oph-IRS 48) con la ayuda de ALMA, un observatorio copropiedad del Observatorio Europeo Austral (ESO). IRS 48, ubicada a 444 años-luz de distancia, en la constelación de Ofiuco, ha sido objeto de numerosos estudios porque su disco contiene una «trampa de polvo» asimétrica con forma de anacardo. Esta región, que probablemente se formó como resultado de un planeta recién nacido o una pequeña estrella compañera ubicada entre la estrella y la trampa de polvo, retiene un gran número de granos de polvo de tamaño milimétrico que pueden unirse y convertirse en objetos de tamaño de un kilómetro como cometas, asteroides y, potencialmente, incluso planetas.
Se cree que muchas moléculas orgánicas complejas, como el dimetil éter, surgen en nubes de formación estelar, incluso antes de que nazcan las estrellas mismas. En estos ambientes fríos, los átomos y las moléculas simples, como el monóxido de carbono, se adhieren a los granos de polvo, formando una capa de hielo y experimentando reacciones químicas que resultan en moléculas más complejas. La comunidad astronómica descubrió recientemente que la trampa de polvo que hay en el disco de IRS 48 también es un depósito de hielo que alberga granos de polvo cubiertos con este hielo rico en moléculas complejas. En esta región del disco es donde ALMA ha detectado signos de la molécula de dimetil éter: a medida que el calentamiento de IRS 48 sublima el hielo en gas, las moléculas atrapadas, heredadas de las nubes frías, se liberan y se vuelven detectables.
Ya que en la mayoría de los sistemas estas moléculas están ocultas en el hielo, hasta ahora no se sabía que estas moléculas complejas de mayor tamaño están disponibles para alimentar el proceso de formación de planetas en el disco.
El descubrimiento del dimetil éter sugiere que muchas otras moléculas complejas que se detectan comúnmente en regiones de formación estelar también pueden estar al acecho en estructuras heladas presentes en discos de formación de planetas. Estas moléculas son las precursoras de moléculas prebióticas como los aminoácidos y los azúcares, que son algunos de los componentes básicos de la vida. Estudiando su formación y evolución se puede mejorar nuestra comprensión de cómo las moléculas prebióticas terminan en los planetas, incluido el nuestro.
Los futuros estudios de IRS 48 con el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, actualmente en construcción en Chile, y que comenzará a operar a finales de esta década, permitirán al equipo estudiar la química de las regiones más internas del disco, donde pueden estar formándose planetas como la Tierra.
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico «A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. Primera detección de dimetil éter» (doi: 10.1051/0004-6361/202142981) publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
Esta publicación se lanzó en el Día Internacional de la Mujer de 2022 y presenta investigaciones realizadas por seis investigadoras. El equipo está compuesto por Nashanty G.C. Brunken (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Países Bajos [Leiden]); Alice S. Booth (Leiden); Margot Leemker (Leiden); Pooneh Nazari (Leiden); Nienke van der Marel (Leiden); Ewine F. van Dishoeck (Observatorio de Leiden, Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania).
Fuente: Comunicado científico de ESO, eso2205es, 8 de marzo de 2022
El deshielo del Permafrost ya es inevitable
Aun si el calentamiento global se mantuviera por debajo de los dos grados Celsius, a partir de 2040, las temperaturas serán demasiado altas para el permafrost de los países nórdicos.
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La descongelación de grandes regiones de permafrost es ya un proceso imparable. Esa es la conclusión a la que ha llegado un grupo de investigadores liderados por Richard Fewster, de la Universidad de Leeds, tras examinar mediante modelos climáticos las posibles repercusiones del calentamiento global en los suelos. Los resultados de su estudio se han publicado recientemente en la revista Nature Climate Change.
En la actualidad todavía existen vastas turberas de permafrost en áreas septentrionales de Finlandia y la península escandinava, así como en una extensa región de Siberia occidental. En ellas, el subsuelo se encuentra congelado de forma permanente. Debido a que las plantas que crecen en el corto verano ártico apenas se descomponen, el dióxido de carbono que normalmente se libera durante la putrefacción de la materia vegetal permanece en el suelo.
Sin embargo, esas zonas de permafrost corren el riesgo de descongelarse en el futuro a causa del cambio climático, que trae consigo un aumento de las temperaturas y de las lluvias en esas regiones. Como resultado, la materia orgánica que contienen se descompondrá y se liberarán ingentes cantidades de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono y el metano, que a su vez favorecen el cambio climático.
En primer lugar, Fewster y sus colaboradores determinaron qué condiciones climáticas deberían cumplirse para preservar los suelos de permafrost. A continuación, empleando los modelos climáticos más recientes, simularon dónde se darán en el futuro tales condiciones. Para ello consideraron diferentes supuestos: en los más optimistas, se logra reducir drásticamente las emisiones de CO2 y mantener el calentamiento global por debajo de los dos grados Celsius, mientras que en los escenarios más pesimistas, las emisiones apenas disminuyen o no lo hacen en absoluto.
Los investigadores concluyeron que, a partir de 2040, en ninguno de esos supuestos prevalecerán en el norte de Europa las condiciones climáticas necesarias para que puedan conservarse los suelos de permafrost. Por tanto, su deshielo es ya inevitable. En general, incluso en el escenario más optimista, es decir, aquel en que logramos mantener el calentamiento por debajo de los dos grados, las áreas que reúnen las condiciones necesarias para que no se descongelen las turberas de permafrost se reducirían en casi un 60 por ciento.
Si el calentamiento global se estabilizara entre dos y tres grados hacia finales de siglo, esas zonas se reducirían mucho más y quedarían limitadas al extremo norte de Siberia occidental. En el resto de las regiones, los suelos de permafrost se descongelarán, aunque no necesariamente por completo. La materia orgánica ejerce cierto efecto aislante que impediría que se liberara todo el carbono a la atmósfera, según explican Fewster y su equipo.
En simulaciones anteriores, realizadas con modelos climáticos más antiguos, no se habían tenido en cuenta las particularidades de las turberas de permafrost y, en consecuencia, se había subestimado el grado de amenaza que suponía el calentamiento global para este tipo de suelos, señalan los científicos.
No sabemos exactamente qué repercusiones tendrá el deshielo del permafrost en el clima global. Un aumento de las temperaturas en el norte, por ejemplo, favorecería el crecimiento de las plantas y la expansión de los bosques hacia los polos, lo que implicaría un mayor secuestro de carbono en esas regiones.
No obstante, la mayoría de los expertos consideran que, en general, el deshielo del permafrost agravará el cambio climático. También subrayan la importancia del factor temporal. Por ejemplo, la rápida liberación de una gran cantidad de gases de efecto invernadero en las próximas décadas podría tener graves consecuencias climáticas en otros lugares, y esos efectos ya no podrían compensarse con el almacenamiento de carbono en una taiga que migra lentamente hacia el norte.
Solo parte del agua de la Tierra proviene de los asteroides
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La procedencia del agua de la Tierra es una de las mayores controversias en el esfuerzo continuo por comprender el surgimiento de la vida. El sistema solar interior era demasiado caliente para que el agua se condensara en la Tierra primordial. La opinión predominante es que los asteroides y cometas trajeron agua a la Tierra desde regiones del Sistema Solar más allá de la línea de escarcha.
Pero un nuevo estudio publicado en la revista Nature Astronomy propone una explicación adicional para el agua de la Tierra. Como dice la opinión predominante, parte de ella podría haber venido de asteroides y cometas. Pero la mayor parte del hidrógeno ya estaba aquí, esperando que se formara la Tierra.
Para investigar el origen del agua de la Tierra, los científicos estudian sus composiciones isotópicas. No solo el agua de la Tierra, sino también la evidencia de agua en meteoritos, asteroides y en cualquier otro lugar del Sistema Solar que la encuentren. En este nuevo estudio, los científicos desarrollaron una nueva técnica para determinar la composición isotópica del agua en los meteoritos más antiguos jamás encontrados.
Ese estudio es «Determinación de la composición isotópica inicial de hidrógeno del sistema solar». El primer autor es Jérôme Aléon, investigador del Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (CNRS / MNHN / Universidad de la Sorbona).
Los científicos conocen los isótopos desde principios del siglo 20. Hay tres isótopos naturales de hidrógeno: 1H, 2H, y 3H. 1H y 2H son estables, mientras que 3H es inestable. Los tres isótopos de hidrógeno también se llaman protio, deuterio y tritio. El agua contiene diferentes cantidades de los tres, especialmente protio y deuterio. Los científicos expresan estas cantidades relativas como una proporción. La relación D/H es la relación entre deuterio e hidrógeno. (Los investigadores a menudo usan los términos 1H, protio e hidrógeno indistintamente.)
El deuterio puede tomar el lugar del hidrógeno en la molécula de agua, que pasa a llamarse «agua pesada». El agua de la Tierra solo ocasionalmente contiene moléculas de H2O con deuterio en lugar de hidrógeno.
Conocemos la relación D/H del agua en la Tierra en un grado exacto. Es 1.5576 ± 0.0005) × 10-4. La proporción es una huella digital que los científicos usan para comparar el agua de la Tierra con los depósitos de agua en otras partes del Sistema Solar. Por ejemplo, el hidrógeno contenido en minerales dentro de meteoros antiguos, aunque no es agua, puede tener diferentes proporciones de isótopos de hidrógeno que reflejan el D/H presente cuando se forman los minerales.
Ese hecho está en el corazón del nuevo estudio. Podemos volver atrás el reloj a la formación del Sistema Solar para entender esta investigación: de vuelta a cuando el Sol nació en una nube molecular. Después de que el Sol tomó forma en esa nube, fue rodeado por una colección más pequeña de gas llamada nebulosa solar. Los planetas se formaron a partir del material en la nebulosa solar. Este nuevo estudio se centra en los 200.000 años después de que se formó el Sol, pero antes de que se formaran los embriones planetarios. Para comprender ese período de tiempo, los investigadores examinaron inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI) en un tipo de meteorito llamado condritas carbonáceas.
Las CAI son las rocas más antiguas que tenemos. Los minerales dentro de ellas son algunos de los primeros sólidos en condensarse fuera del disco protoplanetario. Tienen 4.567,30 ± 0,16 millones de años. Los científicos usan las CAI para definir la edad del Sistema Solar porque se remontan al Sistema Solar primordial antes de que se formaran los planetas.
En este estudio, los investigadores midieron la composición isotópica del hidrógeno en los minerales capturados por las CAI, en el nacimiento del Sistema Solar. Los minerales capturados dentro de las CAI se llaman xenolitos. Los xenolitos fueron capturados dentro de las CAI mientras se enfriaban desde un estado de magma.
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Los investigadores midieron la composición isotópica H de xenolitos individuales de tamaño micrométrico de E101.1 utilizando espectrometría de masas de iones secundarios a nanoescala (NanoSIMS). Su objetivo era medir la huella dactilar D/H de estos minerales. Dentro del xenolito, se midieron varios tipos de minerales que aparecen con diferentes composiciones isotópicas de hidrógeno. La explicación podría ser la siguiente:
Todos los minerales primarios formados por condensación del gas solar resultaron tener un bajo contenido de protio y muy bajo en deuterio, siendo la composición del miembro final similar a la esperada para el gas nebular solar principal. Así que lo más probable es que atraparan un poco de hidrógeno nebular solar durante su formación.
Pero los minerales primarios no permanecieron en ese estado. Mucho estaba sucediendo en el joven Sistema Solar. Las cosas no eran estáticas y un segundo tipo de minerales se formó a partir de los minerales primarios y se enriqueció en hierro en condiciones oxidantes. Estos minerales resultaron tener (1) un contenido relativamente alto de hidrógeno y (2) una composición isotópica similar a la del agua de la Tierra. Así que se formaron en condiciones oxidantes en presencia de vapor de agua que tiene la composición isotópica del agua de la Tierra.
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Así que ahora tenemos CAI con minerales que contienen registros de agua con dos huellas dactilares isotópicas separadas. El primer tipo coincide con la relación D/H de la nebulosa solar, y el segundo tipo se parece más al D/H del agua de la Tierra.
Pero el Sistema Solar aún no había terminado de modificar las relaciones D/H. Las cosas cambiaron de nuevo cuando los CAI parcialmente fundidos capturaron los minerales de xenolito.
Se encontró un tercer tipo de minerales que se formaron por reducción del segundo tipo de minerales durante la captura del xenolito por la CAI huésped (por lo tanto, necesariamente en la nebulosa solar). Estos minerales (1) tienen un bajo contenido de hidrógeno y (2) tienen una composición isotópica de hidrógeno explicable por la pérdida de protio durante la captura del xenolito. Su propia existencia y su composición isotópica atestiguan así que el segundo tipo de minerales con composición similar a la Tierra se formó en la nebulosa solar antes de la captura de los xenolitos por la CAI huésped.
Esto es una investigación geoquímica complicada. Pero conduce a una nueva comprensión: debe haber habido dos depósitos de gas en la historia muy temprana del Sistema Solar. Y los xenolitos dentro de las CAI encontraron estos depósitos de gas en diferentes momentos.
Así se demostraría la existencia de dos gases nebulares que fueron encontrados sucesivamente por el xenolito antes de su captura. (1) el gas H2 nebular solar casi desprovisto de deuterio y (2) un gas enriquecido en H2O con una composición isotópica similar a la Tierra.
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El primer depósito de gas está relacionado con la formación del Sol y el disco protoplanetario, y encontramos su huella dactilar atrapada en los minerales primarios del xenolito. Pero, el origen del segundo depósito de gas distinto se podría explicar así:
Las estrellas y sus sistemas planetarios se formaron a partir del colapso de las frías nubes interestelares. En el medio interestelar, el hidrógeno se distribuye en dos «cajas». La caja 1 es el principal gas H2; contiene casi todos los átomos de protio y muy poco deuterio. Este gas corresponde a la mayor parte del gas de la nebulosa solar a partir del cual se formó el Sol, y lo encontramos atrapado en los minerales primarios del xenolito.
La caja 2 contiene solo una pequeña parte de átomos de hidrógeno encerrados en moléculas (como el hielo de agua) formadas a temperaturas extremadamente bajas en la fría nube interestelar. Debido a estas temperaturas muy bajas, son muy ricos en deuterio, mucho más que en la Tierra.
El estudio propone que el disco protoplanetario que se formó durante el colapso (y dentro del cual se formaron los planetas posteriormente) se enriqueció con agua de la caja 2, vaporizada durante la caída en las regiones internas calientes del disco. Este exceso de agua produjo un gas, que tenía las condiciones oxidantes requeridas para la formación del segundo tipo de mineral y tenía la composición isotópica similar a la Tierra (intermedia entre las de la caja 1 y la caja 2) que se encuentra en el agua de la Tierra, pero también en muchos otros objetos planetarios.
Es decir: hubo una afluencia masiva de agua interestelar en las regiones internas calientes del Sistema Solar, tras el colapso de la envoltura interestelar y la formación del disco protoplanetario. La existencia temprana de este gas con una composición isotópica similar a la Tierra implica que el agua de la Tierra estaba allí antes de la acreción de los primeros bloques constituyentes de nuestro planeta. A medida que la Tierra se formaba, el hidrógeno rico en deuterio estaba esperando.
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La formación de estrellas y planetas es un evento masivo. Es fascinante que pequeños xenolitos microscópicos proporcionen un rastro de pistas que ayuden a explicar estos eventos. Este estudio presenta evidencias de que la idea bien aceptada de cómo el agua de la Tierra llegó aquí puede no ser tan sólida como se pensaba. Pasa lo mismo con nuestra comprensión de cómo se forman los planetas.
Otras líneas de investigación apoyan la idea de que el agua de la Tierra ya estaba aquí cuando se formó el planeta. La relación D/H de la Tierra ha aumentado con el tiempo, por lo que la relación D/H del agua original de la Tierra era más baja de lo que es actualmente. Esto es consistente con los resultados de este nuevo estudio que muestra que al menos una parte significativa del agua de la Tierra estaba aquí temprano en la vida del planeta, en lugar de ser traída más tarde por cometas y planetesimales helados.
Fuente: Universe Today, 14 febrero 2022
Los mundos con hielo similares a la Tierra pueden ser escasos
Cientos de miles de simulaciones muestran pocos exoplanetas posibles con condiciones climáticas como las nuestras.
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Durante mucho tiempo, los humanos han mirado al cielo y se han preguntado cuántos mundos similares a la Tierra existen. Gracias a los potentes telescopios desarrollados en los últimos años, tanto los astrónomos profesionales como los aficionados han descubierto una plétora de planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. En las tres décadas desde el primer exoplaneta confirmado, han indexado más de 5.000, muchos de los cuales se encuentran a distancias similares de sus estrellas.
Para averiguar cuántos de estos planetas cuentan con un clima como el nuestro, con dos polos cubiertos de hielo y un centro relativamente libre de hielo, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de Berna modelaron en ordenador cientos de miles de exoplanetas hipotéticos. Descubrieron que nuestra afortunada característica de hielo no es tan común y se debe principalmente a la inclinación axial relativamente moderada de la Tierra.
Wilhelm y sus coautores crearon un modelo que examinaba exoplanetas hipotéticos que orbitaban alrededor de sus estrellas a distancias habitables para los humanos. Desarrollaron este modelo usando tres tipos de estrellas: tipos G, como nuestro Sol, y tipos F y K, que son relativamente similares en tamaño y calor a nuestro Sol.
Para cada exoplaneta, los investigadores variaron factores como su inclinación axial (los planetas con una gran inclinación axial tienden a tambalearse más, por ejemplo), la forma de su órbita, su masa y el tamaño y calor de su estrella. En total, crearon alrededor de 270.000 variaciones basadas en estas posibles combinaciones y cada una abarcó un período de tiempo de 1 millón de años.
Descubrieron que alrededor del 90% de los planetas que orbitan dentro de la zona habitable de su estrella estarían libres de hielo.
La duración de las estaciones resultó ser el factor principal. Cuanto más largo es el año, más hielo se derrite durante el verano. Las estaciones más cortas parecían ayudar a que el hielo persistiera durante todo el año.
Si un exoplaneta similar a la Tierra presentaba hielo, los investigadores encontraron que tenía el doble de probabilidades de tener un cinturón de hielo alrededor de su ecuador que de tener sus polos cubiertos de hielo, como en la Tierra. Eso dependía del espectro de la estrella, produciéndose estos cinturones con mayor frecuencia alrededor de estrellas de tipo G y K.
Esto ocurría con más frecuencia cuando la inclinación axial era superior a los 23,5 grados de la Tierra, una inclinación relativamente moderada. Esto probablemente se deba a que la inclinación crea extremos estacionales que hacen que los climas polares sean más variables que las regiones ecuatoriales.
Estos cinturones de hielo probablemente sean más comunes en exoplanetas en la zona habitable debido al proceso de formación de planetas. La inclinación axial inicial de muchos planetas cuando se forman está más cerca de los 90 grados, por lo que la baja inclinación de nuestro propio planeta es comparativamente rara: La Tierra tiene algunas propiedades únicas que son potencialmente relevantes para explicar por qué surgió la vida aquí.
Los modelos también presentaron algunos casos extraños. En uno, la inclinación axial y la forma de la órbita se combinaron de tal manera que crearon una fluctuación estacional muy caótica. El hielo en ese mundo hipotético se formó caóticamente, sin un patrón constante. En otros casos, los planetas pasaron de tener un cinturón de hielo a estar libres de hielo cada 10.000 o incluso 100.000 años, algo así como el ciclo de la edad de hielo de la Tierra, pero mucho más extremo, algunos de los planetas incluso formaron cinturones de hielo fuera del ecuador, en algún lugar de sus hemisferios norte.
Los casquetes polares como los de la Tierra solo aparecieron en el 3% o 4% de los casos, ocurrían principalmente cuando la inclinación axial era igual o menor que la de la Tierra, y alrededor de las estrellas de tipo F eran tres veces más comunes que los cinturones de hielo.
De todos modos, los casquetes polares actuales de la Tierra no siempre han sido característicos de nuestro planeta. El hecho de que tengamos casquetes polares ahora parece una anomalía, pero los investigadores no tuvieron en cuenta el ciclo del dióxido de carbono entre la atmósfera y el interior del planeta en sus modelos, algo que podría explicar esto.
Durante la mayor parte de los últimos cientos de millones de años, la Tierra no ha tenido casquetes polares, siendo el actual solo un período de tiempo en el que los tenemos.
Fuente: Astronomy, 11 de marzo de 2022
NASA da detalles de su misión Artemisa a la Luna
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El camino de regreso a la Luna es largo y está lleno de peligros, tanto en el sentido físico como en el sentido contractual y legal. La NASA, la agencia que patrocina el programa lunar más grande respaldado por el gobierno, Artemisa (Artemis), está teniendo problemas al final del contrato. Las batallas legales han retrasado el desarrollo de un componente crítico del programa Artemisa: el Sistema de Aterrizaje Humano (HLS). Pero ahora, la pelota ha comenzado a rodar nuevamente, y la NASA informó recientemente del progreso y la visión futura de esta parte vital de la misión al Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos en una conferencia.
Aunque no quiso desvelar muchos detalles, la NASA proporcionó algunos datos más sobre cómo la agencia está organizando su trabajo con futuros contratistas que desarrollan la parte del programa Artemisa que llevará a los astronautas a la superficie lunar.
No solo llevará a los astronautas a la superficie lunar, sino que el HLS también servirá como su hogar allí, al menos al comienzo del programa Artemisa. Posteriormente, los astronautas construirán sus propias casas en la superficie lunar. Pero al menos al principio, deberá ser capaz de transportar todas las herramientas, equipos y suministros necesarios para completar cualquier misión individual de Artemisa.
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Aunque el concepto resulta bastante razonable, la realidad del desarrollo del HLS ha sido mucho más tensa de lo que se esperaba originalmente. El proceso de contratación para construir el sistema comenzó inicialmente en abril de 2020. Sin embargo, en 2021, la NASA tomó la medida inusual de continuar solo con el contrato de uno de los contratistas seleccionados en las rondas anteriores: SpaceX.
Por lo general, la agencia seleccionaría a varios contratistas para continuar con su trabajo, y su selección poco ortodoxa frustró a una de las personas más influyentes del planeta: Jeff Bezos. Blue Origin, la compañía de cohetes que fundó, presentó una demanda contra la NASA por eliminarla de la competencia. Después de una batalla judicial en curso, la demanda presentada por Blue Origin fue desestimada, afirmando que no cumplían con su oferta y que tenían un precio demasiado alto.
Ese proceso legal detuvo el trabajo adicional en el HLS durante unos meses mientras el proyecto estaba en un limbo legal. A partir de la decisión judicial de noviembre de 2021, se está avanzando nuevamente, pero aún quedan muchas cosas por hacer, principalmente, cumplir con los requisitos del contrato de la NASA para el sistema HLS.
La agencia enfatizó en su presentación que “mantiene la máxima autoridad” sobre la operación del HLS, a pesar de que lo fabricará un contratista externo. Utilizando una calificación de «Certificación de preparación para el vuelo», la agencia planea tener las claves finales para el lanzamiento del programa Artemisa y, por lo tanto, del HLS.
Actualmente, ese programa todavía planea llevar a una persona a la luna para 2025, a pesar de algunos contratiempos causados, al menos parcialmente, por el litigio HLS. Para alcanzar ese hito, Starship de SpaceX, que servirá como el vehículo principal del HLS, tendrá que pasar por varias docenas de vuelos, incluidos catorce solo para repostar en el espacio gracias a una variante especial de Starship que servirá como depósito de combustible.
Son muchos vuelos de cohetes para una nave espacial que aún no ha despegado del suelo. Pero tiene el respaldo de la NASA y el historial de SpaceX hasta ahora. Con suerte, sin más obstáculos legales en su camino, el equipo público/privado detrás de la HLS puede concentrarse en su objetivo a largo plazo: la Luna.
Fuente: Universe Today, 18 marzo 2022
Misión de ESA para explorar las cavernas lunares
La Luna está salpicada de pozos que la Agencia Europea del Espacio está pensando estudiar. Para ello, científicos e ingenieros lunares están diseñando un «explorador de cuevas lunares».
Las cuevas lunares no solo son un registro geológicamente prístino de la historia de la Luna, sino que también podrían proporcionar un hogar seguro para futuros exploradores humanos. En su plataforma de innovación (OSIP) del programa ESA Discovery y el desafío SysNova, la ESA reunió a un espectro de más de 60 expertos en muchas áreas diferentes de la ciencia y la ingeniería para diseñar una misión para entrar en un pozo en la superficie de la Luna y explorar la entrada a una cueva lunar.
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La ESA puso en marcha una misión de este tipo en 2019, cuando el elemento Discovery de las actividades básicas de la ESA lanzó una convocatoria pública de Open Space Innovation Platform (OSIP) para obtener ideas para detectar, cartografiar y explorar cuevas lunares. Se eligieron cinco ideas para estudiarlas con más detalle a través de un desafío ESA Discovery SysNova, cada una de las cuales aborda una fase diferente de una misión potencial.
Más recientemente, los dos estudios ganadores de SysNova, RoboCrane y Daedalus, se unieron y ampliaron en un plan de misión completo a través de la Instalación de Diseño Concurrente (CDF) de la ESA. La misión usaría una grúa robótica (RoboCrane) para hacer bajar a un explorador de cuevas (Daedalus) a un pozo lunar. En su camino hacia abajo, Daedalus exploraría y documentaría la entrada a la cueva, antes de mapear la parte más cercana de la cueva, en el fondo.
Hay mucho que pensar al diseñar una misión espacial. Al reunir a expertos de muchas áreas diferentes de la ciencia y la ingeniería, incluidos especialistas de los equipos RoboCrane y Daedalus, así como expertos de la ESA, este estudio CDF, mucho más grande de lo habitual, brindó una visión completa de una misión de exploración de cuevas lunares. Confirmó que la misión es factible y sería científicamente muy interesante.
La misión podría lanzarse en un Ariane 6 en 2033 como muy pronto, y utilizaría el European Large Logistic Lander (EL3) para llegar a la superficie de la Luna. Apuntaría al pozo de Marius Hills y duraría quince días.
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Los expertos que participaron en el estudio de CDF idearon diseños aproximados para el rover que llevaría el equipo al pozo, así como diseños concretos para RoboCrane y Daedalus. También estudiaron el entorno del pozo, crearon modelos del subsuelo de la Luna y los elementos de la misión; generaron hojas de ruta para desarrollar las tecnologías que se necesitarán para que la misión sea un éxito y evaluaron los principales desafíos que enfrentará la misión. Una misión como esta requeriría el desarrollo de tecnologías innovadoras, y sería un gran paso adelante para la exploración lunar y marciana.
El progreso que se ha logrado hasta ahora coloca a la ESA en la primera línea para impulsar la exploración espacial más allá de la superficie de la Luna y hacia su subsuelo. Pero aún queda mucho por hacer en la próxima década para hacer posible tal misión.
Los equipos detrás de RoboCrane y Daedalus continúan trabajando en sus ideas. Dirigidos por la Universidad de Oviedo, los investigadores de RoboCrane publicaron un artículo en diciembre de 2021 que describe su sistema para proporcionar un enlace de energía y comunicación entre la superficie lunar y las cuevas lunares para robots de exploración.
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Fuente: Noticia de ESA, 16 de marzo 2022
Un resto de cohete choca con la Luna
El 4 de marzo, un antiguo cohete propulsor se convirtió en el primer residuo espacial de origen humano que cae de manera fortuita sobre nuestro satélite natural.
Es probable que el propulsor formara parte de un cohete que se usó para lanzar una pequeña nave espacial china, llamada Chang’e 5-T1, hacia la Luna en 2014. Aunque Chang’e 5-T1 regresó a la Tierra con éxito, se cree que el propulsor llevaba moviéndose de forma caótica por el espacio desde entonces. La gravedad lunar lo atrajo y lo arrastró a una colisión fatal con la cara oculta de nuestro satélite, generando una nube de escombros y un pequeño cráter de 10 metros de diámetro.
El incidente no supuso ningún peligro inmediato para las personas ni para otras naves espaciales. Pero teniendo en cuenta que al menos media docena de naves tienen previsto llegar a la Luna este año, la preocupación de que la superficie lunar pueda convertirse en un vertedero involuntario va en aumento.
La opinión pública ha cambiado tanto en los últimos años que incluso el impacto deliberado de un orbitador científico suscita preguntas y dudas respecto a los posibles efectos sobre el entorno lunar, a un nivel que no habríamos visto en otros tiempos.
Muchas otras naves espaciales (y trozos de ellas) han chocado con la Luna, hasta un total, 58 misiones han chocado o enviado restos contra nuestro satélite, según NASA.
Todo comenzó con la sonda Luna 2 de la Unión Soviética, que en 1959 se convirtió en el primer objeto fabricado por el hombre en entrar en contacto con otro cuerpo celeste cuando se estrelló ligeramente al norte del ecuador lunar. El impacto más reciente correspondió al módulo de aterrizaje Chang’e 5 de China (una nave distinta de Chang’e 5-T1), que en 2020 dejó caer sobre la Luna el vehículo de ascenso, después de que este llevara hasta el orbitador de la misión unas muestras de roca para su transporte a la Tierra.
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Muchos de esos impactos lunares han sido deliberados, choques controlados para poner fin a misiones en órbita lunar que se habían quedado sin combustible. Algunos han estado relacionados con alunizajes, con éxito o no. Y otros tenían fines científicos, como cuando la NASA estrelló partes de sus grandes cohetes Saturno contra la superficie lunar en la época de las misiones Apolo, a finales de los años 60 y 70, para estudiar cómo se propagaba a través de nuestro satélite la onda sísmica de los impactos. Pero nunca antes había colisionado con la Luna un residuo espacial de larga duración (el propulsor habrá estado dando vueltas por el espacio durante más de siete años).
El problema de la basura espacial es bien conocido en la región que rodea a la Tierra. Desde que comenzó la era espacial en 1957 se han puesto más de 12.000 satélites en órbita alrededor de la Tierra, de los cuales unos 5.100 siguen operativos, según la Agencia Espacial Europea. En total, la agencia calcula que hay más de 36.000 residuos de más de 10 centímetros de diámetro zumbando en las órbitas terrestres. Entre ellos hay satélites averiados, así como restos de antiguos lanzamientos y pruebas de misiles antisatélite.
Alrededor de la Luna el espacio no está tan poblado, pero a los científicos lunares les preocupa que eso cambie. Un equipo de investigación dirigido por Vishnu Reddy, planetólogo de la Universidad de Arizona en Tucson, emplea telescopios para rastrear de manera regular la posición de más de 150 objetos presentes en torno a la Luna. De ellos, al menos el 90 por ciento son basura.
Él y sus colaboradores han estado siguiendo el objeto que acabó chocando contra la Luna. Analizaron cómo reflejaba la luz solar para confirmar que está hecho de un material similar al del cohete propulsor chino. (En un principio, se pensaba que el objeto era un propulsor de una nave de SpaceX, pero el análisis demostró que sus propiedades no respaldaban esa hipótesis.)
Los astrónomos no pudieron observar el impacto desde la Tierra, ya que la colisión tuvo lugar en la cara oculta de la Luna, en un cráter llamado Hertzsprung o cerca de él.
Los anteriores impactos lunares han generado pequeñas columnas de material. En 2009, la sonda LCROSS de la NASA se estrelló contra un sombrío cráter cerca del polo sur lunar, levantando una nube de polvo en la que pudo confirmarse la presencia de agua.
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No existen restricciones internacionales significativas sobre lo que se puede arrojar a la superficie de la Luna. En 1999, la NASA estrelló su nave espacial Lunar Prospector con las cenizas del geólogo planetario Gene Shoemaker a bordo, un acto que la Nación Navajo calificó de insensible y sacrílego. En 2019, el módulo de alunizaje privado israelí Beresheet sufrió una colisión accidental que vertió su carga sobre la superficie lunar, incluidos unos resistentes organismos conocidos como tardígrados. Cada vez hay más investigadores que también se preocupan por la integridad del entorno lunar: el año pasado, un grupo de ellos elaboró la primera Declaración de los Derechos de la Luna.
No está del todo claro cómo el propulsor chino acabó adoptando la trayectoria que le ha llevado a chocar con la Luna. Tanto la gravedad de la Tierra como la de nuestro satélite han estado atrayéndolo desde su lanzamiento. No hay ninguna organización encargada de rastrear los objetos distantes en el espacio. La Fuerza Espacial de EE.UU. controla los objetos espaciales hasta la órbita geoestacionaria, a unos 35.800 kilómetros de la Tierra, pero la Luna está a casi 400.000 kilómetros de distancia. Por lo tanto, el seguimiento de objetos lejanos está en manos de grupos científicos.
Esto, por un lado es positivo, ya que demuestra que la gente es capaz de vigilar el entorno espacial por sí misma, pero también es preocupante, ya que pone de manifiesto las lagunas en cuanto a lo que sabemos y a quién es responsable.
Resulta que el sistema con agujero negro más cercano, no tiene agujero negro
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En 2020, un equipo dirigido por astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) informó del descubrimiento del agujero negro más cercano a la Tierra, ubicado a solo 1.000 años-luz de distancia, en el sistema HR 6819. Pero los resultados de su estudio fueron impugnados por otros investigadores, incluido un equipo internacional con sede en KU Leuven, Bélgica. En un artículo publicado hoy, estos dos equipos se han unido para comunicar que, de hecho, no hay un agujero negro en HR 6819, sino que se trata de un sistema de dos estrellas «vampiro» en una etapa rara y de corta duración de su evolución.
Rivinius y sus colegas, con su estudio original sobre HR 6819, estaban convencidos de que la mejor explicación a los datos que tenían, obtenidos con el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, era que HR 6819 era un sistema triple, con una estrella orbitando un agujero negro cada 40 días y una segunda estrella en una órbita mucho más amplia. Pero un estudio dirigido por Julia Bodensteiner, entonces estudiante de doctorado en KU Leuven, Bélgica, propuso una explicación diferente para los mismos datos: HR 6819 también podría ser un sistema con solo dos estrellas en una órbita de 40 días y ningún agujero negro en absoluto. Este escenario alternativo requeriría que una de las estrellas hubiera sido «despojada» de una gran parte de su masa, lo que significa que, en un momento anterior, esta masa había sido “robada” por otra estrella.
Para resolver el dilema, los dos equipos trabajaron juntos con el fin de obtener datos nuevos y más nítidos de HR 6819. Para ello utilizaron el Very Large Telescope (VLT) y el Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de ESO. El VLTI proporcionó los datos decisivos que necesitaban para distinguir entre las dos explicaciones. Como no tenía sentido pedir la misma observación dos veces, los dos equipos unieron fuerzas, lo que les permitió aunar sus recursos y conocimientos para explicar la verdadera naturaleza de este sistema.
Los equipos estaban de acuerdo en que había dos fuentes de luz en el sistema, por lo que la pregunta era si orbitaban entre sí de cerca, como en el escenario de estrellas despojadas, o estaban muy separadas entre sí, como en el escenario de agujero negro. Para distinguir entre las dos propuestas, los equipos utilizaron tanto el instrumento GRAVITY del VLTI como el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE, instalado en el VLT de ESO.
MUSE confirmó que no había un compañero brillante en una órbita más amplia, mientras que la alta resolución espacial de GRAVITY fue capaz de resolver dos fuentes brillantes separadas por solo un tercio de la distancia entre la Tierra y el Sol.
La mejor interpretación hasta ahora es que se está observando este sistema binario poco después de que una de las estrellas haya succionado la atmósfera de su estrella compañera. Se trata de un fenómeno común en los sistemas binarios cercanos, a veces denominado «vampirismo estelar». Mientras la estrella donante era despojada de parte de su material, la estrella receptora comenzó a girar más rápidamente.
Captar una fase de este tipo, posterior a la interacción, es extremadamente difícil, ya que es muy corta. Esto hace los hallazgos sobre HR 6819 sean muy importantes, ya que es un candidato perfecto para estudiar cómo afecta este vampirismo a la evolución de las estrellas masivas y, a su vez, a la formación de los fenómenos asociados, incluidas las ondas gravitacionales y las violentas explosiones de supernovas.
El nuevo equipo recién formado, que aúna a Leuven y a ESO, planea monitorizar HR 6819 más de cerca utilizando el instrumento GRAVITY del VLTI. El equipo llevará a cabo un estudio conjunto del sistema a lo largo del tiempo para comprender mejor su evolución, restringir sus propiedades y utilizar ese conocimiento para aprender más sobre otros sistemas binarios.
En cuanto a la búsqueda de agujeros negros, el equipo sigue siendo optimista. Los agujeros negros de masa estelar son muy esquivos debido a su naturaleza, pero las estimaciones de orden de magnitud sugieren que hay de decenas a cientos de millones de agujeros negros solo en la Vía Láctea. Es solo cuestión de tiempo que la comunidad astronómica los descubra.
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004), que aparece en la revista Astronomy & Astrophysics.
Fuente: Comunicado científico de ESO, eso2204es, 2 de marzo de 2022
Hallan gotas de vidrio en la cara oculta de la Luna
El robot explorador chino Yutu 2 ha descubierto en la superficie lunar unas pequeñas esferas vitrificadas, que podrían ser los restos de un antiguo impacto.
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En enero de 2019, el vehículo explorador chino Yutu 2 descendió a la superficie lunar desde la sonda espacial Chang’e 4, la primera nave de la historia que aterrizó en la cara oculta de nuestro satélite. Desde entonces, el vehículo ha estado explorando esa región y ha encontrado a su paso diversas estructuras geológicas interesantes.
Hace unos días, la Administración Espacial Nacional de China ha informado del último hallazgo de Yutu 2: unas esferas translúcidas de material vítreo de unos centímetros de diámetro. El descubrimiento ha sido anunciado en Science Bulletin por un equipo dirigido por Xiao Zhiyong, de la Universidad Sun Yat-sen. Los investigadores interpretan las esferas como los restos de un impacto a gran velocidad sobre la corteza lunar.
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Según los expertos, el material rocoso se habría fundido como resultado de la colisión de un objeto contra el satélite. La corteza lunar está compuesta mayormente por plagioclasa, un mineral del grupo de los feldespatos. De acuerdo con la hipótesis, el fundido resultante del impacto se solidificó en forma de gotas de vidrio: la plagioclasa, pobre en hierro, se condensó enseguida y dio lugar a la abundantes estructuras esféricas translúcidas que ha hallado ahora Yutu 2.
La Agencia Espacial China ya ha traído rocas lunares a la Tierra: en diciembre de 2020, el módulo de aterrizaje Chang’e-5 alunizó, recogió casi dos kilogramos de muestras de la superficie de nuestro satélite y las envió de vuelta a nuestro planeta. Sería interesante que otras misiones similares obtuvieran también muestras de los vidrios recién descubiertos, puesto que podrían aportar información sobre la dinámica y la cronología de los impactos que han tenido lugar en la Luna, afirman los investigadores de la misión Chang’e 4.
Tercer planeta en Proxima Centauri
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Utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), en Chile, un equipo de investigadores e investigadoras ha encontrado evidencia de la presencia de otro planeta orbitando Próxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sistema Solar. Este planeta candidato es el tercero detectado en el sistema y el más ligero descubierto hasta ahora orbitando esta estrella. Con solo una cuarta parte de la masa de la Tierra, el planeta es también uno de los exoplanetas más ligeros jamás detectados.
El planeta recién descubierto, llamado Próxima d, orbita Próxima Centauri a una distancia de unos cuatro millones de kilómetros, menos de una décima parte de la distancia que separa a Mercurio del Sol. Orbita entre la estrella y la zona habitable (el área alrededor de una estrella en la que puede existir agua líquida sobre la superficie de un planeta), y tarda solo cinco días en completar una órbita alrededor de Próxima Centauri.
Ya se sabe que la estrella alberga otros dos planetas: Proxima b, un planeta con una masa comparable a la de la Tierra que orbita la estrella cada 11 días y está dentro de la zona habitable, y el candidato Proxima c, que está en una órbita más larga de cinco años alrededor de la estrella.
Proxima b fue descubierto hace unos años utilizando el instrumento HARPS, instalado en el Telescopio de 3,6 metros de ESO. El descubrimiento se confirmó en 2020 cuando los científicos observaron el sistema Próxima con un nuevo instrumento instalado en el VLT de ESO que tenía mayor precisión, el instrumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, espectrógrafo Echelle para la búsqueda de exoplanetas y observaciones espectroscópicas estables). Durante estas observaciones del VLT, más recientes, la comunidad astronómica detectó los primeros indicios de una señal correspondiente a un objeto con una órbita de cinco días. Como la señal era tan débil, el equipo tuvo que realizar observaciones de seguimiento con ESPRESSO para confirmar que se debía a un planeta y no simplemente al resultado de cambios en la propia estrella.
Con solo una cuarta parte de la masa de la Tierra, Proxima d es el exoplaneta más ligero jamás medido utilizando la técnica de velocidad radial, superando a un planeta recientemente descubierto en el sistema planetario L 98-59. La técnica funciona detectando pequeños bamboleos en el movimiento de una estrella creados por la atracción gravitatoria de un planeta en órbita. El efecto de la gravedad de Próxima d es tan pequeño que solo provoca que Próxima Centauri se mueva hacia adelante y hacia atrás a unos 40 centímetros por segundo (1,44 kilómetros por hora).
La búsqueda de otros mundos por parte de ESPRESSO se complementará con el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, actualmente en construcción en el desierto de Atacama, que será crucial para descubrir y estudiar muchos más planetas alrededor de estrellas cercanas.
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico “A candidate short-period sub-Earth orbiting Proxima Centauri” (doi:10.1051/0004-6361/202142337), publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
Fuente: Comunicado científico de ESO, eso2202es, 10 de febrero de 2022
GAIA descubre una nueva galaxia: «PONTUS», que se estrelló contra la Vía Láctea hace 10.000 millones de años
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Nuestra galaxia, la Vía Láctea, comenzó a formarse hace unos 12 mil millones de años. Desde entonces, ha ido creciendo tanto en masa como en tamaño a través de una secuencia de fusiones con otras galaxias.
Quizás lo más emocionante es que este proceso aún no ha terminado y, al usar datos de la nave espacial Gaia de la ESA, los astrónomos pueden ver cómo se lleva a cabo. Esto, a su vez, permite reconstruir la historia de nuestra galaxia, revelando el «árbol genealógico» de las galaxias más pequeñas que han ayudado a hacer de la Vía Láctea lo que es hoy.
El último trabajo sobre este tema proviene de Khyati Malhan, miembro de Humboldt en el Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemania, y colegas. Juntos, han analizado datos basados en la tercera publicación provisional de datos (EDR3) de Gaia en busca de restos de galaxias más pequeñas que se fusionen con la nuestra. Estos se pueden encontrar en el llamado halo de la Vía Láctea, que rodea el disco de estrellas más jóvenes y la protuberancia central de estrellas más viejas que comprenden las partes más luminosas de la Vía Láctea.
Cuando una galaxia extraña cae sobre la nuestra, grandes fuerzas gravitatorias conocidas como fuerzas de marea la separan. Si este proceso es lento, las estrellas de la galaxia en fusión formarán una gran corriente estelar que se puede distinguir fácilmente en el halo. Si el proceso va rápido, las estrellas de la galaxia fusionada estarán más dispersas por todo el halo y no se verá una firma clara. Pero la galaxia en fusión puede contener más que solo estrellas. También podría estar rodeada por una población de cúmulos estelares globulares y pequeñas galaxias satélite. Estos son lo que el equipo buscó en los datos de Gaia.
En total estudiaron 170 cúmulos globulares, 41 corrientes estelares y 46 satélites de la Vía Láctea. Al convertirlos en un gráfico relacionándolos con su energía e impulso reveló que el 25 por ciento de estos objetos se dividen en seis grupos distintos. Cada grupo corresponde a una fusión que tiene lugar con la Vía Láctea. También hubo una posible séptima fusión según los datos. Cinco habían sido previamente identificados en estudios de estrellas. Se conocen como Sagitario, Cetus, Gaia-Salchicha/Encelado, LMS-1/Wukong y Arjuna/Sequoia/I’itoi.
Pero el sexto fue un evento de fusión recientemente identificado. El equipo lo llamó Pontus, que significa el mar. En la mitología griega, Pontus es el nombre de uno de los primeros hijos de Gaia, la diosa griega de la Tierra. Basándose en la forma en que la Vía Láctea ha separado al Ponto, Khyati y sus colegas estiman que probablemente cayó en la Vía Láctea hace entre ocho y diez mil millones de años.
Es probable que cuatro de los otros cinco eventos de fusión también hayan tenido lugar en esta época. Pero el otro evento, Sagitario, es más reciente. Podría haber caído en la Vía Láctea en algún momento de los últimos 5-6 mil millones de años. Como resultado, la Vía Láctea aún no ha podido descomponerla por completo.
Pieza a pieza, los astrónomos están encajando la historia de la fusión de la Galaxia, y los datos de Gaia están demostrando ser muy valiosos. El 13 de junio de 2022, la misión Gaia emitirá su publicación definitiva de datos 3, que proporcionará información aún más detallada sobre el pasado, presente y futuro de la Vía Láctea.
Esta investigación de Khyati Malhan fue publicada en The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ac4d2a
Fuente: ESA, 17 febrero 2022
También el pequeño Mimas parece tener un mar interior de agua líquida
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El nuevo descubrimiento se debe a la misión Cassini a Saturno, una colaboración entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Italiana, que terminó con su zambullida en Saturno en 2017, llamada «Gran Final». Pero antes de concluir su misión con esa zambullida deliberada en la atmósfera del gigante gaseoso, los instrumentos de la nave espacial detectaron una libración inusual en la rotación de Mimas.
Las libraciones como la que se detectó en la rotación de Mimas son a menudo indicadores de un mundo geológicamente activo con un océano subterráneo. Esos mundos con océanos interiores se denominan mundos oceánicos de agua interior (IWOW).
Un nuevo artículo publicado en la revista Icarus explica los hallazgos. Su título es «El caso de un Mimas oceánico a partir del análisis del calentamiento de las mareas», y está disponible en línea en Science Direct. Los autores son Alyssa Rose Rhodena y Matthew E. Walker. Rhodena es experta en geofísica de satélites helados en el Southwest Research Institute, y Walker es científico investigador asociado en el Planetary Science Institute.
Si Mimas es un «IWOW», sería diferente de otros en el Sistema Solar como Europa y Enceladus. Esas lunas oceánicas muestran una actividad geológica de la que carece Mimas. Los autores señalan que las libraciones físicas que Cassini detectó pueden explicarse por un núcleo no hidrostático o por un océano global de agua líquida debajo de una capa de hielo de 24 a 31 km de espesor.
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Si Mimas tiene un océano, representa una nueva clase de pequeños mundos oceánicos «sigilosos» cuyas superficies no traicionan la existencia del océano. La palabra «sigilo» ciertamente caracteriza a Mimas en comparación con otros IWOW como Enceladus y Europa. La superficie llena de cráteres de Mimas no da indicios de un océano debajo, aunque los investigadores sospecharon que Mimas podría tratarse de un gran trozo de hielo en lugar de roca. Su densidad es demasiado baja para ser toda roca, aunque puede contener algo de roca.
Mimas está lo suficientemente cerca del enorme Saturno como para ser moldeado por la poderosa gravedad del planeta. La gravedad de Saturno es lo suficientemente fuerte como para estirar la pequeña luna en una forma elipsoidal. Esas mismas fuerzas de marea provocan calentamiento, junto con el calentamiento por energía de rotación. Hay un delicado equilibrio: el calentamiento debe ser lo suficientemente potente como para derretir el interior en líquido, pero no tan potente como para derretir la superficie.
Los investigadores desarrollaron cálculos numéricos basados en modelos de calentamiento de mareas para desarrollar una explicación plausible de las libraciones que detectó Cassini. Llegaron a la conclusión de que una capa de hielo de 24 km a 32 km de espesor cubre el océano interior de Mimas. Eso difiere de la capa helada de Europa, que probablemente tenga entre 10 y 30 km de espesor, y con la de Encelado, que probablemente tenga entre 30 y 40 km de espesor.
Este es todavía un descubrimiento preliminar, y una visita de una nave espacial podría confirmarlo. No necesitaría visitar Mimas en sí; una visita a cualquier IWOW, puesto que el equipo también descubrió que el flujo de calor de la superficie era muy sensible al grosor de la capa de hielo, algo que una nave espacial podría verificar. Por ejemplo, la nave espacial Juno está programada para sobrevolar Europa y usar su radiómetro de microondas para medir los flujos de calor en esta luna joviana.
Juno de la NASA realizará un sobrevuelo de Europa hacia finales de 2022 a una distancia de unos 320 kilómetros. Los datos del sobrevuelo ayudarán a los investigadores a comprender cómo el flujo de calor afecta las capas heladas. La dinámica entre el flujo de calor y las capas congeladas en los IWOW cobrará importancia cuando se lance la misión Europa Clipper de la NASA en 2024. La nave espacial llegará al sistema joviano en abril de 2030 y entrará en una órbita circular larga alrededor de Júpiter, realizando repetidos sobrevuelos de Europa.
El Europa Clipper estudiará Europa en detalle y sus hallazgos nos dirán mucho sobre los IWOW. Mientras tanto, los datos de la misión Cassini son los que los científicos tienen para trabajar y todavía hay algunos aspectos no aclarados en esos datos con respecto a Mimas. Si se confirmara que Mimas es una luna oceánica, ayudaría a comprender mejor los anillos de Saturno y las lunas medianas, así como la prevalencia de lunas oceánicas potencialmente habitables, particularmente en Urano. Mimas es un objetivo convincente para continuar con la investigación.
Urano tiene cinco lunas grandes, y las imágenes del sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986 mostraron que son partes aproximadamente iguales de hielo y roca. La Voyager 2 no tenía instrumentos tan capaces como Cassini, por lo que no hay datos más detallados disponibles. Pero las imágenes mostraron evidencia de criovulcanismo: el líquido brota a través de la superficie y luego se congela. Enceladus tiene las mismas erupciones, enviando columnas de material desde el océano subterráneo hacia el espacio.
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Todos los gigantes gaseosos del Sistema Solar podrían tener lunas IWOW. Los planetas gigantes exteriores podrían tener suficiente masa para inducir el calentamiento de las mareas en sus satélites, y eso es algo que los científicos están ansiosos por examinar. Neptuno tiene 14 lunas, siendo Tritón, con diferencia, la más masiva. La corteza de Tritón es principalmente hielo de agua, y la luna es geológicamente activa como Europa y Encelado. Es probable que sea un objeto capturado del cinturón de Kuiper (KBO). Cuando la Voyager 2 se acercó a esa luna en 1989, vio penachos similares a géiseres de 8 km de altura.
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Cada vez que los científicos descubren otro IWOW, surge la posibilidad de vida. Para que la vida comience, la evidencia muestra que debe haber una interfaz activa entre el agua y la roca. La densidad de Mimas sugiere que podría tener un núcleo rocoso. Si hay calor, las interacciones entre el agua y las rocas pueden proporcionar los ingredientes necesarios para la vida. Mimas es pequeña, con una superficie del tamaño de España. Tiene solo 396 kilómetros de diámetro, y es el cuerpo más pequeño conocido que es redondeado debido a la gravedad propia.
Fuente: Universe Today, 20 enero 2022
El Observatorio Espacial CHEOPS descubre un exoplaneta con forma de balón de rugby
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La misión Cheops de la ESA ha revelado que un exoplaneta que orbita alrededor de su estrella anfitriona en un día tiene una forma deformada más parecida a la de un balón de rugby que a la de una esfera. Esta es la primera vez que se detecta la deformación de un exoplaneta, lo que ofrece nuevos conocimientos sobre la estructura interna de estos «planetas abrazadores» de estrellas.
El planeta, conocido como WASP-103b, se encuentra en la constelación de Hércules. Ha sido deformado por las fuertes fuerzas de marea entre el planeta y su estrella anfitriona WASP-103, que es unos 200 grados más caliente y 1,7 veces más grande que el Sol.
Experimentamos mareas en los océanos de la Tierra principalmente debido a que la Luna tira ligeramente de nuestro planeta mientras lo orbita. El Sol también tiene un efecto pequeño pero significativo sobre las mareas, sin embargo, está demasiado lejos de la Tierra para causar grandes deformaciones en nuestro planeta. No se puede decir lo mismo de WASP-103b, un planeta de casi el doble del tamaño de Júpiter con 1,5 veces su masa, que orbita alrededor de su estrella anfitriona en menos de un día. Los astrónomos sospechaban que una proximidad tan cercana provocaría mareas monumentales, pero hasta ahora no han podido medirlas.
Usando nuevos datos del telescopio espacial Cheops de la ESA, combinados con datos que ya habían sido obtenidos por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, los astrónomos ahora han podido detectar cómo las fuerzas de marea deforman el exoplaneta WASP-103b hasta hacerle adoptar la forma de un balón de rugby.
Cheops mide los tránsitos de exoplanetas: la disminución de la luz que se produce cuando un planeta pasa frente a su estrella desde nuestro punto de vista. Por lo general, estudiar la forma de la curva de luz revelará detalles sobre el planeta, como su tamaño. La alta precisión de Cheops junto con su flexibilidad de apuntado, que permite que el satélite regrese a un objetivo y observe múltiples tránsitos, ha permitido a los astrónomos detectar la diminuta señal de la deformación de marea de WASP-103b. Esta firma distintiva se puede utilizar para revelar aún más sobre el planeta.
El equipo pudo utilizar la curva de luz de tránsito de WASP-103b para derivar un parámetro, el número de Love, que mide cómo se distribuye la masa dentro de un planeta y aporta datos sobre la estructura interna del planeta.
La resistencia de un material a deformarse depende de su composición. Por ejemplo, aquí en la Tierra tenemos mareas debido a la Luna y al Sol, pero solo podemos ver las mareas en los océanos. La parte rocosa no se mueve tanto. Al medir cuánto se deforma el planeta, podemos decir cómo es de rocoso, gaseoso o el agua que tiene.
El número de Love para WASP-103b es similar a Júpiter, lo que sugiere tentativamente que la estructura interna es similar, a pesar de que WASP-103b tiene el doble de radio.
En principio, se esperaría que un planeta con 1,5 veces la masa de Júpiter tuviera aproximadamente el mismo tamaño, por lo que WASP-103b debe estar muy inflado debido al calentamiento de su estrella y quizás a otros mecanismos.
Dado que la incertidumbre en el número de Love sigue siendo bastante alta, se necesitarán futuras observaciones con Cheops y el Telescopio Espacial James Webb (Webb) para descifrar los detalles. La precisión extremadamente alta de Webb mejorará las mediciones de la deformación de las mareas de los exoplanetas, lo que permitirá una mejor comparación entre estos llamados «Júpiter calientes» y los planetas gigantes del Sistema Solar.
Otro misterio también rodea a WASP-103b: Las interacciones de las mareas entre una estrella y un planeta muy cercano del tamaño de Júpiter generalmente harían que el período orbital del planeta se acortara, acercándolo gradualmente a la estrella antes de que finalmente sea engullido por la estrella madre. Sin embargo, las mediciones de WASP-103b parecen indicar que el período orbital podría estar aumentando y que el planeta se está alejando lentamente de la estrella. Esto indicaría que algo más que las fuerzas de marea afecta a este planeta.
Se postularon otros escenarios potenciales, como que una estrella compañera de la conocida afectara la dinámica del sistema o que la órbita del planeta fuera ligeramente elíptica. No pudieron confirmar estas hipótesis, pero tampoco pudieron descartarlas. También es posible que el período orbital esté disminuyendo en lugar de aumentar, pero solo las observaciones adicionales de los tránsitos de WASP-103b con Keops y otros telescopios ayudarán a arrojar luz sobre este misterio.
El artículo original se publicó en Astronomy & Astrophysics: «Cheops revela la deformación de marea de WASP-103b» por S.C.C. Barro et al. (2021), DOI: https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202142196
Fuente: Noticia de ESA, 11 de enero de 2022
Un par de agujeros negros cercanos que se fusionarán en 10.000 años
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Un equipo de astrónomos ha captado dos agujeros negros supermasivos en proceso de fusión. Es solo la segunda vez que se observa un baile cósmico tan cercano y este par está aún más estrechamente entrelazado que el primer dúo, lo que ofrece una visión única de cómo se desarrollan tales fusiones.
Los agujeros negros en cuestión se encuentran a unos 9 mil millones de años-luz de distancia, en el corazón de una galaxia distante. Cuando uno de ellos absorbe el material circundante, crea un chorro de radio que apunta directamente a la Tierra. Dichos objetos, que llamamos blazares, son volátiles, por lo general se encienden y se apagan al azar.
Pero el equipo de Caltech detectó algo inusual con este blazar en particular, PKS 2131-021, a partir de 2008. No solo variaba periódicamente, sino también de forma sinusoidal. En otras palabras, los cambios en su brillo siguen un patrón similar a una onda que se repite cada pocos años.
Si este patrón fuera verdaderamente regular, y no solo una coincidencia de la variabilidad del blazar, entonces debería haberse mantenido con el tiempo. Pero el equipo necesitaría décadas de datos para confirmar el patrón. Así que fueron rastreando datos antiguos en busca de más.
Al principio, las primeras observaciones que consiguieron recuperar fueron de 1980. Pero luego, se encontraron observaciones más antiguas del Observatorio Haystack tomadas entre 1975 y 1983. Y efectivamente, hubo un pico en el brillo del blazar en 1976, tal como sugería el patrón de onda sinusoidal.
La razón de tales picos de brillo espaciados regularmente no fue inmediatamente obvia, pero un modelo de la Universidad de Stanford ayudó a descubrir que la presencia de un segundo agujero negro era clave para explicar el patrón: el brillo de los ciclos del chorro con el período orbital del par.
La variación de brillo sinusoidal sugiere que los dos agujeros negros supermasivos orbitan el centro de masas común aproximadamente cada dos años a una distancia de unas 50 veces la separación entre el Sol y Plutón. El único otro par similar previamente conocido por los astrónomos, OJ 287, tarda nueve años en completar una órbita.
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La órbita cercana significa que los agujeros negros en el corazón de PKS 2131-021 deberían colisionar entre sí dentro de unos 10.000 años, un latido astronómico de distancia. En el proceso, liberarán grandes cantidades de energía en forma de ondas gravitacionales, ondas en la estructura misma del universo.
Las ondas gravitacionales que hemos captado en la Tierra hasta ahora con instalaciones como LIGO, Virgo y KAGRA provienen de la fusión de agujeros negros mucho más pequeños, con masas de decenas a cientos de veces la del Sol. Los agujeros negros supermasivos asociados con PKS 2131-021 son más bien del orden de cientos de millones de masas solares y producirán ondas gravitacionales con frecuencias demasiado bajas para que los detecten tales detectores. Sin embargo, las matrices de sincronización de púlsares podrían encontrar tales señales.
Fuente: Sky and Telescope, 28 febrero 2022
Este artículo ha sido escrito por Juan Antonio Bernedo.
18 Comentarios
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sábado 14 mayo, 2022 @ 11:05 am
El preludio «Noticias del trimestre» nos informa que el Sol está aumentando su actividad -esperemos que se calme cuanto antes- y eso será una buena excusa para los que -asombrosamente- predican que el calentamiento no es antropogénico. Para cualquier persona razonable que conoce los históricos estragos que la actividad humana ha realizado en la biosfera, con extinciones masivas de todo tipo en las tierras y mares, es una muy mala noticia que se suma a la que sabemos es culpa nuestra.
En cuanto a la guerra de Putín asolando Ucrania, no se me ocurre otra razón que la de un loco similar a Hitler. Las consecuencias ya están siendo mundiales. Aunque haya de echar marcha atrás, no será de inmediato, y reconstruir toda una nación del tamaño de Ucrania, será muy costoso en todos los aspectos y, por supuesto en el irremediable sufrimiento ya actual y en el futuro de más de una generación de los agredidos.
La buena noticia, con serlo, se sitúa lejos de nuestro pequeño universo mundial, pero siempre es de agradecer. Algo es algo.
domingo 15 mayo, 2022 @ 11:17 am
Sobre Earandel: «… menos de unos 2 años-luz de diámetro, pero posiblemente mucho más pequeña que eso», lo que corrobora la sospecha que «petrus» y yo tenemos sobre esa dimensión en nuestros comentarios del artículo «Earandel, la estrella más lejana» del 7 del Abril en esta página.
domingo 15 mayo, 2022 @ 12:11 pm
En «Muestras lunares chinas misteriosas» veo que se centran mucho en elementos radiactivos y no se menciona para nada la posible marea provocada por la Tierra. Evidentemente, sus razones tendrán, pero el hecho de que en el interior de la Luna haya zonas muy internas, con ese núcleo y proximidades más o menos fluido-viscoso, y que no esté centrado en la esfera del satélite, además de su órbita elíptica -o sea, no circular totalmente-, han de provocar mareas, y más hace millones de años, cuando el manto era más fluido y la Luna estaba más cerca. En fin, que me extraña que no se cite para nada esa cuestión.
domingo 15 mayo, 2022 @ 9:06 pm
Creo que los 12.900 años luz de Earendel del título chocan un poco al lector.
lunes 16 mayo, 2022 @ 9:58 am
No te entiendo en tu brevedad, amigo «petrus». ¿Qué quieres decir? ¿Quizá que les parezca excesivamente lejana? Ya me explicarás, que mis neuronas, al parecer, no dan para mucho.
Abrazos.
lunes 16 mayo, 2022 @ 10:24 am
Sobre el James Web:
«… orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él».
Yo pensaba que, al no existir centro, ni conocer sus límites, y que cualquier distancia a galaxias lejanas está afectada por el tiempo en llegarnos su luz, además de por la expansión del espacio, cuya velocidad no estamos seguros de si es constante, sería imposible conocer nuestra posición, salvo, como mucho, relativa a las galaxias próximas… Vamos que sería una de esas cuestiones sin respuesta posible, tales como «De donde venimos», «A dónde vamos», de las que solo sabemos lo más inmediato: Tirando lejos, venimos de una nebulosa de la que se formaron el Sol y los planetas; vamos a la Tierra y de ahí, nuestra mente, a la nada, a su desaparición al descomponerse nuestra organización cerebral.
Es que soy un optimista incorregible.
martes 17 mayo, 2022 @ 8:20 am
Vuelvo al principio de la colección de artículos y veo en la ilustración, con cierta alarma, abajo a la derecha: «5000 + PLANETAS HALLADOS», penosa frase que me recuerda algo los mensajes en was de mis nietos, tales como: «Me (icono de sonrisa o algo así) k. vengas». Además, no se entiende si son 5000 más de los que ya había o que hemos pasado de 5000 descubiertos. Tal cosa va contra las buenas costumbres idiomáticas de esta web.
martes 17 mayo, 2022 @ 9:10 am
Sobre el permafrost:
Esas malas noticias no tienen el cuenta los recién descubiertos grandes depósitos submarinos de metano en forma de clatratos y que van a aprovecharse como recurso energético, especialmente por Japón que posee en sus costas los mayores depósitos mundiales, pero que existen también en otros lugares, aunque en menor cantidad. Pienso que el mejor remedio será ver la forma de aprovecharlo quemándolo para transformarlo en dióxido, menos dañino, mientras se aprovecha su energía. Un mal menor pero que aumentará el CO2, o sea, quizá lo uno por lo otro. En resumen que el calentamiento es irremediable.
martes 17 mayo, 2022 @ 9:31 am
Sobre el agua de la Tierra:
Creo, como afirma con buenas razones el artículo, que, en efecto, nuestra agua total participa de la que poseía el planeta y la que luego le llegó de los pedruscos que la acrecentaron.
miércoles 18 mayo, 2022 @ 11:36 am
«Los mundos con hielo similares a la Tierra…»
Quizá los datos que se aportan podrían mejorar la fórmula de Drake, por ejemplo introduciendo entre ne y fl alguna fracción de los planetas que tienen o han tenido inclinación y órbitas que propiciaran una distribución de hielos parecida a la terrestre -tan variable a lo largo de su historia-. Vamos, que la posibilidad de algo parecido a una civilización tecnológica, resulta dificilísima. Sinceramente ese 10 o esos entre 1 y 10, me resultan muchísimo más improbables.
jueves 19 mayo, 2022 @ 10:17 am
Misión Artemisa:
Una pena que la ciencia haya de retrasar sus proyectos por trabas burocráticas, pleitos de competencia o problemática aplicación de las normas de elección -posiblemente por intereses corruptos-.
jueves 19 mayo, 2022 @ 10:24 am
Cuevas lunares:
Serán un magnífico refugio para los humanos, pues les protegerán de las radiaciones solares e incluso de temperaturas insoportables.
jueves 19 mayo, 2022 @ 10:32 am
Resto de cohete contra la Luna:
Avanzamos. Las tierras-estercolero, los mares-estercolero, la atmósfera con cada vez más GEI, el espacio cercano, peligrosamente abundoso en satélites y sus componentes y ahora comenzamos a ensuciar la Luna.
Esto progresa.
jueves 19 mayo, 2022 @ 11:10 am
De sistema de AN a sin AN
Quizá ese sistema acabe siendo un AN. Dependerá de su masa y lo que pueda robar a sus/su compañeras que, sospecho, no dará para tanto.
«… de decenas a cientos de millones de agujeros negros…» hay una considerable diferencia. Es que quizá «cientos de millones» pudieran sumar la materia oscura.
viernes 20 mayo, 2022 @ 8:12 am
Me doy cuenta de que quizá he malinterpretado la última frase de mi anterior comentario. Entendí «decenas» como veinte, treinta u ochenta, por ejemplos, cuando debe ser veinte millones, etc. Pero no toda la culpa es mía. La frase debe estar estratégicamente mal. Seguramente quiere decir algo así como: «… de decenas de millones de AN a cientos de millones de ellos». Un tanto redundante, pero quizá alguien más lo haya tomado como yo dado que, como seguro, solo no hace tanto que podemos confirmar uno solo -Sgr A- en nuestra galaxia.
viernes 20 mayo, 2022 @ 9:39 am
Galaxia Pontus:
Tenemos el ejemplo del nombre griego del Mar Negro: Ponto Euxino o Mar Hospitalario.
O sea que tenemos, por un lado, una acreción galáctica; otra, de todos los cuerpos que forman el Sistema Solar -evidentemente, planetas incluidos- (uso Sistema Solar para el nuestro, en todo caso sistema solar para otros, aunque no me guste llamar sol o Sol a su estrella). Nos falta saber si nuestro sistema ha adquirido algún cuerpo de otro sistema o que anduviere vagabundeando en las proximidades.
viernes 20 mayo, 2022 @ 10:10 am
Sobre Mimas:
Sí que es raro el satélite como salpullido de viruela. Debe ser un pequeño núcleo rocoso rodeado de agua líquida, hielo de agua encima y sobe él, una capa rocosa de acreción proveniente de los anillos. Es un supositorio. ¡Lo que nos enseña nuestro astrónomo y maestro Bernedo!
viernes 20 mayo, 2022 @ 11:35 am
Sobre la misión Cheops:
Pues sí que es curioso WAP-103b. Tenemos los prácticamente esféricos, luego los de sección elipsoidal por plano normal a su ecuador y debido a su rotación -como sucede débilmente con la Tierra, que debe ser lo más común-, y ahora este, también elipsoidal pero respecto a una sección coincidente con el plano de su órbita y debido a que ha de presentar su misma cara al su estrella a causa de su proximidad a ella. Pero imagino que, por esa razón ha de parecerse más a un huevo con su parte más estrecha apuntando a su estrella. Cuánto puede apartarse de la forma del balón de rugby, no puedo saberlo; solo imaginarlo o razonarlo. Tenemos el ejemplo de nuestra Luna, algo deformada hacia la Tierra.
Pues eso.