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
La principal novedad astronómica del cuatrimestre ha sido la llegada de las sorprendentes imágenes obtenidas por el Telescopio Espacial James Webb. Recogemos en el interior algunas de ellas que, sin duda, servirán de punto de partida para multitud de descubrimientos.
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Pero no es fácil sobrevivir en el espacio exterior: después de su perfecto despegue, viaje, puesta en marcha y órbita, ha afrontado momentos peligrosos, causados por choques con pequeños asteroides.
Desde su lanzamiento, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha recibido el impacto de varias pequeñas rocas espaciales. Pero una en especial, un micrometeorito más grande de lo esperado, impactó el 23 de mayo contra uno de sus 18 espejos principales.
Al principio se temió lo peor, porque el impacto destrozó una zona del segmento C3 dejando daños «no corregibles». Sin embargo, esta abolladura no parece haber comprometido el rendimiento del telescopio, que sigue superando todas las expectativas y proporcionado imágenes y datos impresionantes (ver comparaciones de imágenes del Webb, con el Hubble en: https://www.webbcompare.com/).
La NASA teme que el Webb sea «más susceptible a daños por micrometeoritos de lo que predijo el modelado previo al lanzamiento». Y todo esto ha sucedido en apenas unas semanas y sin haber pasado por el obstáculo de la nube de partículas dejadas atrás por el cometa Halley, a la que llegará en mayo de 2023. Después de 11.000 millones de dólares de gasto y 20 años de trabajo, esperemos que todo sea una rareza estadística.
Lo que preocupa ahora es si, sabiendo que el ritmo de impactos parece ser más grande que el que tenían pensado las simulaciones, el telescopio tendrá la vida que se esperaba. O si podrá seguir capturando imágenes tan espectaculares y útiles como las que ya ha producido hasta ahora. Para empezar, la NASA está pensando en reducir las misiones del telescopio que requieran que este se oriente hacia la dirección de su órbita, algo que puede incrementar las posibilidades de impactos directos.
Respecto a la misión ARTEMISA, tras dos intentos de lanzamiento con problemas graves de su primer cohete, la NASA decidió posponerlo para revisarlo en profundidad. Otra fecha prevista, el 27 de septiembre también acabó descartándose. Otro intento podría llevarse a cabo el 1 o 2 de octubre, pero la tormenta tropical Ian, se acerca peligrosamente al lugar de lanzamiento en esas fechas. A la hora de cerrar esta edición no sabemos qué pasará.
También justo el día de cierre de esta edición, el 27 de septiembre de 2022, la nave DART de la NASA se estrelló a una velocidad de 6,4 kilómetros por segundo contra la superficie del asteroide Dimorphos, ubicado a unos 11 millones de kilómetros de la Tierra. La intención es desviar su trayectoria en el espacio, en lo que supone el primer ensayo de la humanidad para defender a la Tierra de la colisión de futuros objetos espaciales. Aunque el impacto pudo verse en la retransmisión en directo de la NASA, los científicos tendrán que esperar días o incluso semanas para ver si la nave no tripulada ha logrado alterar ligeramente la órbita del asteroide. Puede verse un impresionante vídeo del impacto en: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/photos-show-drama-of-dart-asteroid-impact/
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Por último, el calentamiento global empeora por momentos. El último informe del IPCC advierte que las emisiones deben reducirse a la mitad para 2030 si se quiere limitar el aumento de la temperatura a 1,5ºC. Por otro lado se ha descubierto que el agua de lluvia de todo el planeta está contaminada por sustancias químicas para siempre. Incluso en lugares remotos, como la Antártida o la meseta del Tíbet, llueve agua contaminada por agentes químicos sintéticos perfluoroalquilados y polifluoroalquilados (PFAS). Un equipo de investigación europeo asegura que se ha superado su límite planetario. Son peligrosas para la salud humana y los ecosistemas, porque su toxicidad es persistente, se extienden por la atmósfera y pueden encontrarse en el agua de lluvia y nieve de las regiones más recónditas del planeta. Además, si, a través de los alimentos o el agua, el cuerpo humano los absorbe, los acumula, no los elimina.
El Telescopio Webb rompe los récords de distancia y desafía a los astrónomos
Las galaxias distantes en las imágenes del telescopio James Webb sugieren que quizá necesitemos repensar la evolución de las estrellas y las galaxias en el universo primitivo.
Los primeros resultados del Telescopio Espacial James Webb parecen indicar que las galaxias masivas y luminosas ya se habían formado dentro de los primeros 250 millones de años después del Big Bang. Si se confirma, esto desafiaría seriamente el pensamiento cosmológico actual, pero aún faltan las comprobaciones y ajustes pertinentes.
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Poco después de que la NASA publicara la primera entrega de datos científicos de Webb, el servidor de preimpresión astronómica arXiv se inundó de documentos que afirmaban la detección de galaxias tan lejanas como 13.500 millones de años-luz. Muchas de estas parecen ser más masivas de lo que predice el modelo cosmológico estándar que describe la composición y evolución del universo.
Las estrellas jóvenes y masivas en galaxias recién nacidas emiten grandes cantidades de radiación ultravioleta energética. A medida que esta luz se mueve a través del espacio en expansión durante miles de millones de años, las longitudes de onda se estiran (corrimiento al rojo) hasta el infrarrojo, radiación a la que los instrumentos de Webb son sensibles.
Se necesitan mediciones espectroscópicas cuidadosas, ya sea por los espectrómetros de Webb o por el observatorio terrestre de ALMA que opera en longitudes de onda aún más largas, para determinar con precisión los desplazamientos al rojo, lo que indica la distancia y, por lo tanto, el tiempo pasado desde que se emitieron. Pero hay una alternativa rápida (aunque menos fiable) que da una idea aproximada.
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Los átomos de hidrógeno neutros en el espacio intergaláctico absorben la radiación ultravioleta en longitudes de onda inferiores a 91,2 nanómetros. Para los objetos remotos, este umbral también se desplaza al rojo a longitudes de onda más largas, en el infrarrojo, para las galaxias más distantes. Dado que la cámara de infrarrojo cercano NIRCam de Webb toma medidas a través de una gran cantidad de filtros, cada uno cubriendo una banda de longitud de onda diferente, una galaxia puede ser visible en algunos canales pero no en otros. La banda de longitud de onda en la que desaparece la galaxia indica aproximadamente su corrimiento al rojo y el correspondiente momento de emisión.
Apenas seis días después de que los primeros datos científicos de Webb estuvieron disponibles, el 19 de julio de 2022, dos equipos independientes de astrónomos presentaron su análisis basado en esta técnica. Ambos grupos, uno dirigido por Rohan Naidu (Centro de Astrofísica, Harvard y Smithsonian) y el otro por Marco Castellano (Observatorio de Roma, Italia), encontraron dos candidatos a galaxias relativamente brillantes con desplazamientos al rojo de aproximadamente 11 y 13, que residían en un universo del orden de 400 y 325 millones de años de edad, respectivamente.
En los días que siguieron, otros dos equipos independientes, liderados por Callum Donnan (Universidad de Edimburgo) y por Yuichi Harikane (Universidad de Tokio), anunciaron el posible hallazgo de una galaxia inesperadamente masiva a un corrimiento al rojo de 17. Eso equivaldría a mirar hacia el pasado, a solo 225 millones de años después del Big Bang.
En otro estudio, Haojing Yan (Universidad de Missouri) y sus colegas incluso afirmaron que algunas de sus galaxias candidatas podrían alcanzar un corrimiento al rojo de 20 (180 millones de años después del Big Bang).
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Antes de que la comunidad acepte estas afirmaciones, los desplazamientos al rojo reportados deben confirmarse espectroscópicamente. Es fácil poner un artículo en arXiv, pero para aceptarlo hay que convertirlo en un artículo fiable en una revista revisada por pares.
Hasta ahora, los astrónomos han encontrado candidatos a galaxias distantes en cuatro áreas del cielo. Algunos recorrieron el vecindario de SMACS 0723-73, el cúmulo de galaxias en la constelación austral Volans (el Pez Volador) que se muestra en la primera imagen presentada por Webb. Otros estudiaron detenidamente dos rastreos en curso, el Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS) y el Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), en Sculptor y Boötes, respectivamente. Además, fueron descubiertos tres candidatos en otra imagen previa, la del Quinteto de Stephan, un grupo compacto de galaxias en Pegaso.
Es difícil hacer un seguimiento de todos los nuevos hallazgos, en parte porque cada equipo utiliza su propio esquema de numeración. Por ejemplo, la galaxia candidata a un corrimiento al rojo de 17 se conoce como ID93316, CEERS-1749 y CR2-z17-1.
Esta galaxia también es especialmente representativa de algunos de los problemas con la detección de galaxias distantes por este método. De hecho, se ha ganado el apodo de «Galaxia de Schrödinger» debido a su naturaleza dudosa: también podría ser una galaxia mucho más cercana, tan polvorienta que parece desaparecer en longitudes de onda más largas, de la misma manera que lo hacen las galaxias más distantes. Un equipo dirigido por Jorge Zavala (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), argumenta que esta galaxia tiene realmente un corrimiento al rojo de 5, lo que correspondería a un tiempo de hace «solo» 12.600 millones de años.
En muchos de los artículos que se han publicado hasta ahora, los autores afirman que sus resultados, si se confirman, pueden desafiar el modelo estándar de cosmología. Según este modelo, conocido como Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), la evolución del universo se rige por la energía oscura (denotada por la letra griega lambda, Λ) y la igualmente misteriosa materia oscura fría (CDM), que constituye casi el 85% de toda la materia.
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Según ΛCDM, las primeras galaxias bien podrían aparecer a solo 200 millones de años después del Big Bang, pero deberían ser insignificantes y débiles, pareciéndose a pequeñas galaxias enanas. En cambio, algunas de las galaxias candidatas remotas en los datos de Webb parecen contener aproximadamente el 1% de la masa de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que ya es bastante para esa época temprana.
Ivo Labbé (Universidad Tecnológica de Swinburne, Australia) y sus colegas incluso encontraron un candidato a un corrimiento al rojo de 10 (500 millones de años después del Big Bang) que ya es comparable en masa a nuestra galaxia. Según un estudio reciente de Michael Boylan-Kolchin (Universidad de Texas, Austin), ΛCDM predice como máximo una galaxia masiva de este tipo en un área de estudio que es 1.000 veces más grande.
Pero el teórico David Spergel (Universidad de Princeton) cree que hay que ser cautelosos con estas propuestas, porque las estimaciones de la masa de una galaxia remota se basan en su luminosidad observada en varias longitudes de onda que, podría verse afectada por la calibración del instrumento utilizado. Las estimaciones también se basan en suponer que el número relativo de estrellas de baja y alta masa es el mismo que en la Vía Láctea. Sin embargo, las presiones y temperaturas más altas en el universo primitivo podrían haber suprimido la formación de estrellas de baja masa en esos momentos.
Parece que la formación de estrellas de alta masa era muy eficiente en el universo primitivo. Una vez más, el veredicto final tiene que esperar observaciones detalladas de seguimiento espectroscópico. Sin embargo, una cosa es segura: en sus primeras semanas de funcionamiento, el nuevo telescopio espacial ya ha superado las expectativas de la mayoría de los astrónomos.
Fuente: Sky&Telescope, 10 agosto 2022
La nave SOLAR ORBITER resuelve el misterio de las reconexiones magnéticas del Sol
Los estudios teóricos ya lo predecían, pero ahora, por primera vez, esta sonda de la Agencia Espacial Europea y la NASA ha observado el fenómeno denominado «switchback», un enorme y repentino repliegue con forma de S en el campo magnético del viento solar. El retroceso parece estar relacionado con regiones activas de la superficie del Sol.
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Gracias a los datos obtenidos en su paso más cercano al Sol, la nave espacial Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA ha encontrado pistas convincentes sobre el origen de los switchback o «latigazos magnéticos» y explica cómo su mecanismo de formación podría contribuir a acelerar el viento solar.
Esta sonda ha realizado la primera detección remota de uno de estos switchbacks solares, es decir, grandes y repentinas desviaciones del campo magnético del viento solar que hacen que se doble sobre sí mismo. La nueva observación proporciona una visión completa de la estructura, confirmando que tiene forma de S, como se había predicho. Además, la información obtenida indica que estos campos magnéticos que cambian rápidamente pueden tener su origen cerca de la superficie del Sol.
Aunque varias naves espaciales han volado antes por las regiones donde se observan, los datos in situ solo permiten una medición en un único punto y momento. En consecuencia, la estructura y la forma del cambio de dirección tienen que inferirse a partir de las propiedades del plasma y del campo magnético medidas en ese punto.
Cuando las naves espaciales germano-estadounidenses Helios 1 y 2 volaron cerca del Sol a mediados de la década de 1970, ambas registraron inversiones repentinas del campo magnético del Sol. Estas misteriosas inversiones eran siempre bruscas y temporales, y duraban desde unos segundos hasta varias horas antes de que el campo magnético volviera a su dirección original.
A finales de los años 90, la nave espacial Ulysses estudió también estas estructuras magnéticas a distancias mucho mayores de nuestra estrella. En lugar de un tercio del radio orbital de la Tierra desde el Sol, donde las misiones Helios hicieron su paso más cercano, Ulysses operó principalmente más allá de la órbita de la Tierra.
Su número aumentó drásticamente con la llegada de la sonda Solar Parker de la NASA en 2018 mostrando que estos repentinos «latigazos» del campo magnético son más numerosos cerca del Sol, y llevó a sugerir que eran causados por torceduras en forma de S en el campo magnético. Este desconcertante comportamiento hizo que el fenómeno recibiera el nombre en inglés de switchbacks (curvas en zigzag, como las de una carretera en un puerto de montaña).
El 25 de marzo de 2022, la sonda Solar Orbiter estaba a un día de pasar cerca del Sol (a la distancia de la órbita del planeta Mercurio) y su instrumento Metis estaba tomando datos. Este dispositivo bloquea el resplandor de la luz de la superficie del Sol y toma imágenes de la atmósfera exterior del Sol, conocida como corona. Las partículas de esta zona están cargadas eléctricamente y siguen las líneas del campo magnético del Sol hacia el espacio. Las partículas cargadas eléctricamente se denominan plasma.
Aquel día Metis registró una imagen de la corona solar que mostraba un pliegue distorsionado en forma de S en el plasma coronal. Comparando la imagen de Metis, que había sido tomada en luz visible, con una imagen simultánea tomada por el instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de Solar Orbiter, vio que el cambio de dirección candidato tenía lugar sobre una región activa catalogada como AR 12972.
Las regiones activas están asociadas a las manchas solares y a la actividad magnética. Un análisis más detallado de los datos de Metis mostró que la velocidad del plasma por encima de esta región era muy lenta, como cabría esperar de una región activa que todavía tiene que liberar su energía almacenada.
Daniele Telloni, del Instituto Nacional de Astrofísica – Observatorio Astrofísico de Turín (Italia), pensó al instante que esto se asemejaba a un mecanismo generador de los retrocesos propuesto por el profesor Gary Zank, de la Universidad de Alabama en Huntsville (EE UU). Su teoría analizaba la forma en que las diferentes regiones magnéticas cercanas a la superficie del Sol interactúan entre sí.
Cerca del Sol, y especialmente por encima de las regiones activas, hay líneas de campo magnético abiertas y cerradas. Las líneas cerradas son bucles de magnetismo que se arquean hacia la atmósfera solar antes de curvarse y desaparecer de nuevo en el Sol. Por encima de estas hay muy poco plasma que pueda escapar al espacio, por lo que la velocidad del viento solar tiende a ser lenta en este punto.
Las líneas de campo abiertas son lo contrario, emanan del Sol y conectan con el campo magnético interplanetario del Sistema Solar. Son autopistas magnéticas por las que el plasma puede fluir libremente, y dan lugar al rápido viento solar.
Daniele y Gary demostraron que los switchbacks se producen cuando hay una interacción entre una región de líneas de campo abiertas y una región de líneas de campo cerradas. Cuando las líneas de campo se agolpan, pueden volver a conectarse en configuraciones más estables.
Como si se tratara de un látigo, esto libera energía y provoca una perturbación en forma de S que se desplaza hacia el espacio, y que una nave espacial que pase por allí registrará como un switchback.
Según Gary Zank, que propuso una de las teorías sobre el origen de estos «latigazos» solares, la primera imagen de Metis le sugirió casi inmediatamente las caricaturas que había dibujado al desarrollar el modelo matemático de un switchback. Por supuesto, la primera imagen era sólo una instantánea y tuvo que esperar hasta haber utilizado Metis para extraer información temporal y hacer un análisis espectral más detallado de las propias imágenes. Los resultados fueron absolutamente espectaculares.
Junto con un equipo de otros investigadores, construyeron un modelo informático del fenómeno, y descubrieron que sus resultados guardaban un sorprendente parecido con la imagen de Metis, especialmente después de incluir los cálculos sobre cómo se alargaría la estructura durante su propagación hacia el exterior, a través de la corona solar.
Al comprender los switchbacks, los físicos solares también pueden saber cómo se acelera y calienta el viento solar lejos del Sol, y explicar, por ejemplo, los datos que las naves espaciales suelen reportar de aceleraciones localizadas del viento solar.
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El siguiente paso es intentar relacionar estadísticamente los switchbacks observados in situ con sus regiones de origen en el Sol. Es decir: hacer que una nave espacial vuele a través de la inversión magnética y poder ver lo que ha ocurrido en la superficie solar. Este es exactamente el tipo de ciencia de enlace para el que Solar Orbiter fue diseñado, pero no significa necesariamente que tenga que volar a través de la inversión magnética. Podría ser otra nave espacial, como Parker Solar Probe. Mientras los datos in situ y los de teledetección sean concurrentes se puede realizar la correlación.
En cada órbita, se obtienen más datos del conjunto de diez instrumentos. Basándose en los resultados anteriores, se afinarán las observaciones previstas para el próximo encuentro solar de Solar Orbiter con el objetivo de comprender la forma en que el Sol se conecta con el entorno magnético más amplio del Sistema Solar. Esta ha sido la primera aproximación de la nave al Sol, por lo que se espera que se produzcan muchos más resultados interesantes.
La próxima aproximación del Solar Orbiter al Sol, de nuevo dentro de la órbita de Mercurio a una distancia de 0,29 veces la distancia Tierra-Sol, tendrá lugar el 13 de octubre de 2022. El 4 de septiembre pasado, realizó un sobrevuelo de asistencia gravitatoria en Venus para ajustar su órbita alrededor del Sol. Los siguientes sobrevuelos de este planeta comenzarán a elevar la inclinación de la órbita de la nave para acceder a regiones de mayor latitud (más polares) del Sol.
Las consecuencias del buen diseño de una misión como Solar Orbiter, en la que, de forma inédita, se combinan 10 instrumentos (seis de sondeo remoto y cuatro de medida local) se presentan regularmente y hoy conocemos uno los resultados más espectaculares.
La aproximación de la nave Parker Solar Probe de la NASA ya había mostrado que la aparición de estas estructuras en forma de S es más común de lo esperado, sin embargo, nadie las había observado directamente, según Del Toro, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), coinvestigador principal del instrumento SO/PHI a bordo de Solar Orbiter.
Artículo original: D. Telloni et al. “Observation of a magnetic switchback in the solar corona”. The Astrophysical Journal Letters, 2022
Fuente: Noticia de ESA, 12 septiembre 2022
La Tierra alcanza varios hitos climáticos de «no retorno»
Cruzar importantes líneas rojas del calentamiento global, como el deshielo de Groenlandia, la pérdida del permafrost boreal o la desaparición masiva de los arrecifes de coral tropicales, tendrá graves consecuencias para nuestro planeta, según un estudio internacional.
Podrían sobrepasarse múltiples puntos de inflexión climáticos si la temperatura global aumenta más de 1,5°C por encima de los niveles preindustriales, según un nuevo estudio de Science. Incluso con los niveles actuales de calentamiento global, el mundo ya corre el riesgo de pasar cinco peligrosos puntos de inflexión climática, y los riesgos aumentan con cada décima de grado de calentamiento.
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Un equipo de investigación internacional ha sintetizado la evidencia de los puntos de inflexión, sus umbrales de temperatura, escalas de tiempo e impactos a partir de una revisión exhaustiva de más de 200 artículos publicados desde 2008, cuando los puntos de inflexión climáticos se definieron por primera vez. Además, ha aumentado la lista de posibles puntos de inflexión de nueve a dieciséis.
La investigación concluye que las emisiones humanas ya han empujado a la Tierra a la zona de peligro de esos puntos de inflexión y que cinco de los dieciséis pueden alcanzarse a las temperaturas actuales: las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental, el deshielo abrupto generalizado del permafrost, el colapso de la convección en el Mar de Labrador y la muerte masiva de los arrecifes de coral tropicales. Cuatro de estos pasan de eventos posibles a eventos probables con un calentamiento global de 1,5°C, y cinco más se vuelven posibles en torno a este nivel de temperatura.
Ya podemos ver signos de desestabilización en partes de las capas de hielo de la Antártida occidental y Groenlandia, en las regiones de permafrost, la selva amazónica y, potencialmente, el Atlántico también está revirtiendo la circulación.
El Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), indicó que los riesgos de alcanzar puntos sin retorno climáticos se vuelven altos en alrededor de 2°C por encima de las temperaturas preindustriales y muy altos entre 2,5 y 4°C.La posibilidad de superarlos se puede reducir disminuyendo rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero, comenzando de inmediato.
Este nuevo análisis indica que es posible que la Tierra ya haya abandonado un estado climático “seguro” cuando las temperaturas superaron aproximadamente 1°C de calentamiento. Por lo tanto, se determina que incluso el objetivo del Acuerdo de París de las Naciones Unidas de limitar el calentamiento a muy por debajo de los 2°C y preferiblemente a 1,5°C no es suficiente para evitar por completo un cambio climático peligroso.
El estudio brinda un sólido respaldo científico al Acuerdo de París y los esfuerzos asociados para limitar el calentamiento global a 1,5°C, porque muestra que el riesgo de puntos de inflexión aumenta más allá de este nivel. Para mantener condiciones habitables en el planeta, proteger a las personas de los extremos crecientes y permitir sociedades estables conviene tener al menos un 50% de posibilidades de limitar el calentamiento a 1,5°C. En resumen, para reducir los riesgos de los puntos de inflexión, las emisiones globales de gases de efecto invernadero deben reducirse a la mitad para 2030, llegando a cero neto para 2050.
Analizando los datos del paleoclima, las observaciones actuales y los modelos climáticos, el equipo internacional ha concluido que 16 sistemas biofísicos principales involucrados en la regulación del clima de la Tierra tienen el potencial de cruzar puntos de inflexión donde los cambios sucederán a pesar de todo, aunque la temperatura deje de aumentar. Esta transición varía de décadas a miles de años, según el sistema.
Los investigadores clasificaron los elementos de inflexión en nueve sistemas que afectan a todo el sistema de la Tierra, como la Antártida y la selva amazónica, y otros siete sistemas que, de verse alterados, tendrían profundas consecuencias regionales. Estos últimos incluyen el monzón de África Occidental y la muerte de la mayoría de los arrecifes de coral alrededor del ecuador. Se han agregado varios elementos nuevos, como la convección del mar de Labrador y las cuencas subglaciales de la Antártida oriental, en comparación con la evaluación de 2008.
Muchos puntos críticos en el sistema de la Tierra están interrelacionados, lo que hace que los puntos de inflexión en cascada sean una preocupación adicional seria. De hecho, las interacciones pueden reducir los umbrales de temperatura críticos más allá de los cuales los elementos de inflexión individuales comienzan a desestabilizarse a largo plazo. Por ello la Comisión de la Tierra está iniciando un Proyecto de Intercomparación de Modelos de Puntos de Inflexión (TIPMIP).
M74: la Galaxia Fantasma, según el JAMES WEBB
La Galaxia Fantasma, M74, está a unos 32 millones de años-luz de la Tierra en la constelación de Piscis, y se presenta casi de frente a la Tierra. Esto, junto con sus brazos espirales bien definidos, la convierte en un objetivo favorito para los astrónomos que estudian el origen y la estructura de las espirales galácticas.
M74 es una clase particular de galaxia espiral conocida como «espiral de gran diseño», lo que significa que sus brazos espirales son prominentes y están bien definidos, a diferencia de la estructura difusa e irregular que se ve en algunas galaxias espirales.
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Las imágenes de la galaxia Fantasma, compuesta por unos 100.00 millones de estrellas, fueron el resultado de la combinación de tomas del telescopio espacial James Webb y el telescopio espacial Hubble. Para los astrónomos, estas imágenes son ideales a la hora de estudiar el origen y la estructura de las espirales galácticas.
La aguda visión de telescopio Webb ha revelado delicados filamentos de gas y polvo en los grandiosos brazos espirales de M74, que se enrollan hacia afuera desde el centro de la imagen. La falta de gas en la región nuclear también proporciona una vista despejada del cúmulo de estrellas nucleares en el centro de la galaxia.
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Webb observó M74 con su Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) para investigar más sobre las primeras fases de formación estelar en el universo local. Estas observaciones son parte de un esfuerzo mayor para cartografiar 19 galaxias cercanas con formación de estrellas en el infrarrojo por parte de la colaboración internacional PHANGS. Esas galaxias ya han sido observadas usando el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA y observatorios terrestres.
Fuente: Noticia de ESA, 29 de agosto 2022
El «Gran Oscurecimiento» de Betelgeuse: las secuelas
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Un equipo internacional de astrónomos ha revelado por qué la estrella Betelgeuse se atenuó en 2019. La estrella moribunda «tosió» un gran trozo de material que pesaba varias veces más que la Luna, que luego bloqueó parte de su luz.
Betelgeuse es la 10ª estrella más brillante en el cielo nocturno y marca el hombro derecho de Orión (su hombro izquierdo desde nuestro punto de vista). Es una supergigante roja, un monstruo hinchado que se extendería hasta la órbita de Júpiter si reemplazara al Sol en nuestro sistema solar. Betelgeuse está cerca del término de su vida, cuando detonará como una supernova cataclísmica; mientras tanto, los astrónomos obtienen una visión sin precedentes de las etapas finales de una estrella gigante.
La situación se volvió más intrigante a fines de 2019 cuando Betelgeuse bajó misteriosamente de brillo, un evento que llegó a conocerse como El Gran Oscurecimiento. El desvanecimiento fue lo suficientemente pronunciado, más de una magnitud, como para notarlo incluso a simple vista.
Se han planteado muchas explicaciones posibles, pero ahora un equipo dirigido por Andrea Dupree (Centro de Astrofísica, Harvard y Smithsonian), al reunir datos de una gran cantidad de telescopios, incluido el Telescopio Espacial Hubble, cree que se produjo un evento llamado Eyección de Masa de Superficie (SME). Nuestro propio Sol expulsa regularmente material de su corona, a veces hasta mil millones de toneladas de material estelar, aproximadamente la masa del Monte Everest. Pero la SME de Betelgeuse escupió 400 mil millones de veces más material, equivalente a varias veces más masa que la Luna. A medida que el material expulsado se enfrió, formó una nube de polvo que bloqueó parcialmente, y por lo tanto atenuó, nuestra visión de Betelgeuse.
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La causa probable fue la convección de una columna gigante (1.500.000 km de ancho, cuatro veces la distancia entre la Tierra y la Luna) dentro de la estrella . Burbujeó hasta la superficie, causando choques y pulsaciones que arrojaron material al espacio. El tamaño hinchado de Betelgeuse hizo que los efectos fueran más pronunciados; su gravedad superficial es 10.000 veces más débil que la del Sol.
El evento parece haber tenido un profundo efecto en las pulsaciones más regulares de Betelgeuse. Los astrónomos han observado la estrella durante siglos y notaron que pasa por ciclos de variaciones de brillo con un período de 400 días. Este patrón parece haber desaparecido por completo desde el Gran Oscurecimiento, tal vez como resultado de una reorganización del material en el interior de la estrella. Aún hoy, Betelgeuse continúa haciendo algunas cosas muy inusuales todavía.
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Este proceso debe ponerse en contexto: las supergigantes rojas exhiben una fuerte pérdida de masa, expulsando el equivalente a toda la masa de nuestro Sol al entorno interestelar durante un período de tiempo de 10.000 a 1 millón de años. Este evento contribuye a la pérdida de masa general, con aproximadamente 0.000001 masas solares, que tampoco es mucho para este tipo de estrellas.
En la actualidad ya se puede observar la evolución estelar en tiempo real, pero nunca antes se había presenciado un evento como este, aunque eso no significa que sea poco común.
Fuente: Sky&Telescope, 25 agosto 2022
Micronovas: un nuevo tipo de explosión estelar
Un equipo de astrónomos y astrónomas, con la ayuda del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), ha observado un nuevo tipo de explosión estelar: una micronova. Estos estallidos tienen lugar en la superficie de ciertas estrellas, y cada uno puede quemar alrededor de 20 trillones de kg en material estelar en solo unas pocas horas.
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Las micronovas son eventos extremadamente potentes, pero son pequeños a escalas astronómicas; son mucho menos energéticas que las explosiones estelares conocidas como novas, un tipo de explosión que los astrónomos conocen desde hace siglos. Ambos tipos ocurren en enanas blancas, estrellas muertas con una masa cercana a la de nuestro Sol, pero tan pequeñas como la Tierra.
Una enana blanca, en un sistema de dos estrellas, puede robar material, principalmente hidrógeno, de su estrella compañera si están lo suficientemente cerca. A medida que este gas cae sobre la superficie muy caliente de la estrella enana blanca, activa los átomos de hidrógeno para fusionarse en helio de manera explosiva. En las novas, estas explosiones termonucleares ocurren en toda la superficie estelar. Tales detonaciones hacen que toda la superficie de la enana blanca arda y brille intensamente durante varias semanas.
Las micronovas son explosiones similares, pero más pequeñas en escala y más rápidas, que duran solo varias horas. Ocurren en algunas enanas blancas con fuertes campos magnéticos, que canalizan el material hacia los polos magnéticos de la estrella. Por primera vez, ahora se ha visto que la fusión de hidrógeno también puede ocurrir de manera localizada. El combustible de hidrógeno puede estar contenido en la base de los polos magnéticos de algunas enanas blancas, por lo que la fusión solo ocurre en estos polos magnéticos.
Esto hace que estallen bombas de microfusión, que tienen aproximadamente una millonésima parte de la fuerza de una explosión de nova, de ahí el nombre de micronova. Pero solo uno de estos estallidos puede quemar alrededor de 20 trillones de kg, o alrededor de 3.500 millones de Grandes Pirámides de Giza de material de hidrógeno.
El equipo encontró por primera vez estas misteriosas microexplosiones al analizar los datos del satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, satélite para sondeo de exoplanetas en tránsito) de la NASA, al descubrir algo inusual: un destello brillante de luz óptica que dura unas pocas horas. Ampliando la investigación, encontraron varias señales similares.
El equipo observó tres micronovas con TESS: dos eran de enanas blancas conocidas, pero la tercera requirió más observaciones con el instrumento X-shooter, instalado en el VLT de ESO, para confirmar su condición de enana blanca.
El descubrimiento de micronovas se suma al repertorio de explosiones estelares conocidas. El equipo ahora quiere captar más eventos esquivos de este tipo, lo que requiere sondeos a gran escala y mediciones de seguimiento rápidas. La rápida respuesta de telescopios como el VLT o el Telescopio de Nueva Tecnología de ESO y el conjunto de instrumentos disponibles permitirán desentrañar con más detalle qué son estas misteriosas micronovas.
Fuente: Comunicado científico de ESO, eso2207es, 20 de abril de 2022
La superficie del asteroide BENNU tiene la consistencia de una piscina de bolas
Cuando la nave OSIRIS-REx de la NASA descendió en 2020 al asteroide Bennu para tomar muestras, tuvo que disparar sus propulsores para no hundirse en su suelo granuloso. Ahora se han presentado más detalles de aquel contacto de cinco segundos, en el que se recogió 0,25 kg de material que llegará a la Tierra en 2023. Sus minerales de arcillas y carbonatos podrían aportar valiosa información sobre los albores del Sistema Solar.
Los datos recogidos en octubre de 2020 durante la recogida de muestras del asteroide Bennu por la misión OSIRIS-REx de la NASA muestran que la superficie del asteroide está formada por fragmentos o rocas poco cohesionados, según dos nuevos estudios que aparecieron en las revistas Science y Science Advances. La nave espacial se habría hundido en Bennu si no hubiera disparado sus propulsores para retroceder inmediatamente después de tomar el polvo y rocas de su superficie.
La misión OSIRIS-REx de la NASA ha recogido 250 gramos de muestras de Bennu para analizarlas en la Tierra, y durante el contacto ha confirmado que la superficie de este asteroide está formada por rocas muy poco cohesionadas
El material de partículas que conforma el exterior de este asteroide está tan poco empaquetado y tan ligeramente unido entre sí, que si una persona pisara Bennu notaría muy poca resistencia, como si anduviera por una piscina de bolas de plástico en la que juegan los niños.
El equipo investigador analizó las fuerzas experimentadas por la nave espacial e investigó las propiedades físicas del material hasta una profundidad de 10 cm en el suelo, descubriendo que la baja gravedad de Bennu ha dado lugar al lecho superficial granular.
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La alta porosidad y la baja resistencia del material permiten que el polvo y otras pequeñas partículas se muevan dentro de la subsuperficie del asteroide. Los datos espectrales y térmicos recogidos durante la misión sugieren que estos resultados se aplican a todo el asteroide, no solo al lugar de muestreo.
Según el estudio de Science, liderado por el profesor Dante Lauretta de la Universidad de Arizona (EE UU), se recogieron unos 250 gramos de muestra, que se traerán a la Tierra en 2023 para su análisis en laboratorio. En comparación con los 5 gramos que tomó la nave japonesa Hayabusa2 del asteroide Ryugu, es bastante más, aunque ambas misiones se consideran importantes para estudiar estos asteroides ricos en carbono. Las muestras contienen minerales de arcilla, ricos en agua, y carbono en forma de minerales de carbonato y moléculas orgánicas.
Durante su contacto, el Mecanismo de Adquisición de Muestras Táctil (TAGSAM) de la nave hizo contacto y comenzó a hundirse en la superficie del asteroide antes de liberar un chorro de gas nitrógeno que movilizó el material del subsuelo y lo guió hasta una cámara de recogida.
El muestreo duró unos cinco segundos, y hubo otro vuelo de regreso sobre la superficie original del asteroide de unos diez segundos. El equipo decidió enviar la nave de vuelta para tomar más fotografías y ver el tamaño del cráter creado en el proceso, que resultó ser más grande de lo esperado, otra sorpresa más de las muchas que ha deparado este asteroide a la comunidad científica.
La nave espacial OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) pasó cerca de dos años inspeccionando Bennu, de unos 500 metros de diámetro. Después de considerar los mejores lugares para recoger una muestra, el equipo de la misión eligió un sitio dentro de un cráter de 20 metros, apodado Nightingale.
Los investigadores estaban desconcertados por la abundancia de guijarros esparcidos, dado lo suavemente que la nave tocó la superficie, y más extraño aún fue que dejara un gran cráter elíptico de entre 8 y 9 metros de largo en Bennu. Las veces que se había probado la recogida de muestras en el laboratorio, apenas hicieron un hueco; por eso decidieron volver a enviar la nave para tomar más fotografías y confirmarlo.
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Los autores analizaron el volumen de restos visibles en las imágenes de antes y después del lugar de muestreo. También examinaron los datos de aceleración recogidos durante el aterrizaje para elaborar los estudios. Estos datos revelaron que cuando OSIRIS-REx tocó el asteroide experimentó muy poca resistencia.
En el momento en que encendieron los propulsores para salir de la superficie, todavía se estaba sumergiendo en el asteroide. El equipo realizó cientos de simulaciones por ordenador para deducir la densidad y baja cohesión de Bennu a partir de las imágenes de la nave y la información sobre la aceleración y eso puede ayudar a interpretar mejor las observaciones remotas de otros asteroides, lo que podría ser útil para diseñar futuras misiones a ellos y proteger a la Tierra de colisiones
Es posible que asteroides como Bennu, apenas unidos por la gravedad o la fuerza electrostática, puedan romperse en la atmósfera terrestre y, por tanto, suponer un peligro diferente al de los asteroides sólidos.
Artículos originales: D. S. Lauretta et al. “Spacecraft sample collection and subsurface excavation of asteroid (101955) Bennu”. Science, 2022
Kevin J. Walsh et al. “Near-zero cohesion and loose packing of Bennu’s near subsurface revealed by spacecraft contact”. Science Advances, 2022
Fuente: Agencia Sinc, 8 de julio de 2022
La estrella más masiva nunca vista
La estrella más grande de las conocidas, UY Scuti, es una supergigante roja que tiene un volumen 5.000 millones de veces mayor que el del Sol. Pero a pesar de ser la de mayor tamaño no es la estrella más masiva.
Las estrellas se forman a partir de grandes nubes de gas y polvo que pueden llegar a tener millones de masas solares y que colapsan por el efecto de su propio peso. Sin embargo, durante los procesos de colapso gravitatorio, la nube no se contrae de manera monolítica para formar una única estrella, sino que, debido a inestabilidades hidrodinámicas, una gran nube se fragmenta para dar lugar a un grupo o un cúmulo de estrellas. Las estrellas más masivas pueden superar en 200 veces la masa del Sol, y los diámetros de las más grandes pueden ser más de 1000 veces superiores al solar.
Estas estrellas tan grandes o tan masivas son bolas de gas descomunales, son tan luminosas como millones de soles y pueden tener diferentes colores. Los tipos principales se denominan hipergigantes y supergigantes, y pueden ser más o menos evolucionadas, azules o rojas.
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Las estrellas muy masivas no son muy abundantes y sus vidas son muy cortas: debido a las altas temperaturas y densidades de sus regiones interiores, agotan su combustible nuclear «rápidamente», en tan solo unos millones de años. Recordemos que la vida de una estrella como el Sol es mil veces más larga: unos 10.000 millones de años.
La estrella más grande jamás observada se llama UY Scuti. Su diámetro es 1.700 veces mayor que el del Sol. Es decir, si la colocásemos en lugar del Sol, en el centro del Sistema Solar, abarcaría hasta la órbita de Saturno. En su descomunal volumen cabrían 5.000 millones de soles.
Esta colosal estrella está situada cerca del centro de la Vía Láctea, a unos 9.500 años-luz de distancia, en la constelación del Escudo (Scutum). Poco después de su descubrimiento, que tuvo lugar en 1860 desde el Observatorio de Bonn, se constató que su brillo aumentaba y disminuía con un periodo de 740 días. Es pues una estrella supergigante roja semirregular que acabará su vida en una violenta explosión de supernova.
A pesar de ser tan grande, UY Scuti no es la estrella más masiva, pues su masa es de unas 30 veces la masa del Sol. La más masiva de todas las estrellas conocidas se llama R136a1, tiene una masa de 215 masas solares y se encuentra situada en la Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes (una galaxia satélite de la Vía Láctea). Sin embargo, su diámetro tan solo es 30 veces mayor que el de nuestro Sol y, por tanto, 57 veces menor que el de UY Scuti.
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Contrariamente a UY Scuti, R136a1 no es una supergigante roja, sino que pertenece a la clase de las estrellas denominadas Wolf-Rayet, mucho más calientes, por lo que tienen un brillo azulado y emite radiación ultravioleta. Las Wolf-Rayet representan una fase evolutiva más avanzada que la de las supergigantes rojas; se encuentran, por tanto, mucho más cercanas a sufrir una explosión como supernova que las rojas. Además de ser la más masiva, R136a1 ostenta el honor de ser la estrella más luminosa de las conocidas: su luminosidad supera en más de 6 millones de veces a la luminosidad solar.
Estas estrellas tan grandes o tan masivas no tienen una superficie bien definida como la Tierra. Son gigantescas bolas de gas con atmósferas que van acelerándose por el efecto de los potentes vientos que soplan hacia el espacio desde las capas exteriores. Por ello, el diámetro de tales estrellas se define situando un punto de características físicas precisas en el gas.
Los límites tan difusos de las grandes estrellas hacen que se compliquen las comparaciones de tamaños. Además, según varían en brillo, estas estrellas se contraen y se expanden. Se conocen hoy unas 30 estrellas que tienen tamaños similares a UY Scuti y que quizás pueden llegar a superarla cuando esta se encuentra en su fase de mayor contracción.
De estas 30, hay tres estrellas con más de 1.500 veces el diámetro solar y, como UY Scuti, las tres son supergigantes rojas: NML Cygni (en la constelación del Cisne), WOH G64 (en la Gran Nube de Magallanes) y Westerlund 1-26 (en la constelación de Ara, el Altar).
Un telescopio de ESO capta en detalle una danza cósmica
Así como puedes tropezarte con alguien en una calle concurrida, las galaxias también pueden chocar entre sí. Pero mientras que las interacciones galácticas son mucho más violentas que un trompicón en una calle abarrotada, las estrellas individuales generalmente no chocan ya que, en comparación con sus tamaños, las distancias entre ellas son muy grandes. Más bien, las galaxias bailan una alrededor de la otra, con la gravedad creando fuerzas de marea que cambian drásticamente el aspecto de los dos miembros de esta pareja de baile. Las «colas» de estrellas, el gas y el polvo giran alrededor de las galaxias a medida que forman una nueva galaxia fusionada, lo que da como resultado la forma desordenada y bellamente asimétrica que vemos en NGC 7727.
Las consecuencias de esta colisión cósmica son espectacularmente evidentes en esta imagen de la galaxia, tomada con el instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2, reductor focal y espectrógrafo de baja dispersión), instalado en el VLT de ESO. Si bien la galaxia fue captada previamente por otro telescopio de ESO, esta nueva imagen muestra detalles más intrincados tanto del interior del cuerpo principal de la galaxia como de las débiles colas que la rodean.
En la imagen del VLT de ESO vemos los rastros enredados, creados cuando las dos galaxias se fusionaron, despojándose mutuamente de estrellas y polvo para crear los espectaculares y alargados brazos que rodean a NGC 7727. Parte de estos brazos están salpicados de estrellas, que en esta imagen se aprecian como brillantes manchas azul-violáceas.
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También son visibles en la imagen dos puntos brillantes en el centro de la galaxia, otro signo revelador de su dramático pasado. El núcleo de NGC 7727 todavía contiene los dos núcleos galácticos originales, cada uno de los cuales alberga un agujero negro supermasivo. Situado a unos 89 millones de años-luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Acuario, este es el par de agujeros negros supermasivos más cercano a nosotros.
Los agujeros negros de NGC 7727 están a solo 1600 años-luz de distancia en el cielo y se espera que se fusionen dentro de 250 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en escalas de tiempo astronómicas. Cuando los agujeros negros se fusionen, crearán un agujero negro aún más masivo.
Se espera que la búsqueda de pares de agujeros negros supermasivos ocultos de manera similar dé un gran salto adelante con el próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que comenzará a operar a finales de esta década en el desierto de Atacama, en Chile. Con el ELT, podemos esperar muchos más de estos descubrimientos en los centros de las galaxias.
Nuestra galaxia anfitriona, que también tiene un agujero negro supermasivo en su centro, está camino de fusionarse con nuestra gran vecina más cercana, la Galaxia de Andrómeda, dentro de miles de millones de años. Tal vez la galaxia resultante sea algo similar a la danza cósmica que vemos en NGC 7727, por lo que esta imagen podría darnos una idea del futuro.
Fuente: Fotonoticia de ESO: eso2211es, 16 de agosto de 2022
El asteroide CERES era radiactivo, y eso podría explicar muchas cosas
El calentamiento radiactivo en los primeros días de este asteroide puede haber desestabilizado el pequeño mundo, creando características asimétricas en la superficie.
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Un equipo de científicos planetarios estadounidenses ha demostrado que las características inesperadas de la superficie en el planeta enano Ceres pueden explicarse por la desintegración radiactiva en su interior hace mucho tiempo. Si tienen razón, su modelo podría explicar las características no solo de otros planetas enanos, sino también de algunas de las lunas heladas del sistema solar exterior.
Ceres es el objeto más grande en el cinturón de asteroides y fue clasificado como un planeta enano en 2006. Dada su distancia y tamaño (Ceres es aproximadamente 50 veces más pequeño que la Luna), nuestro conocimiento de sus características superficiales era incompleto hasta que llegó la misión Dawn de la NASA en 2015. Los científicos se sorprendieron al encontrar evidencia de actividad hidrotermal, criovolcánica y tectónica pasada en su superficie, ya que el planeta enano se consideraba anteriormente demasiado pequeño para haber sido geológicamente activo. Así comenzó la búsqueda de la fuente de calor que impulsaba esta actividad.
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El geocientífico Scott King (Virginia Tech College of Science) trató de llegar al fondo del misterio utilizando su experiencia modelando mundos más grandes. Los planetas rocosos se formaron a partir de la colisión de muchos objetos más pequeños, y su gravedad es lo suficientemente fuerte como para mantener el calor de estas colisiones en sus interiores. Ceres es demasiado pequeño para que esto suceda, por lo que habría comenzado frío. Algunos otros cuerpos helados en el Sistema Solar, como las lunas de Júpiter y Saturno, se calientan debido al tirón de marea de su planeta anfitrión, pero ese tampoco puede ser el caso de Ceres.
Según el nuevo modelo de King, la desintegración radiactiva de elementos, incluidos el uranio y el torio, calentó el interior de Ceres después de su formación, creando corrientes de convección.
Esto podría explicar una de las características superficiales más desconcertantes que Dawn reveló: Hanami Planum. Esta vasta meseta de 550 kilómetros de ancho es la tercera característica geológica más grande de Ceres. Rocas fracturadas rodean la meseta. Según King, una porción ascendente del interior puede haber tensionado la superficie, creando la meseta 1 ó 2 mil millones de años después de la formación de Ceres.
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Otros investigadores, creen que el misterio aún no está resuelto del todo. Puede haber otras opciones, porque el modelo de King supone que Ceres es esférico, pero las colisiones que lo formaron habrían hecho que un joven Ceres se desequilibrara. Nacer desequilibrado hace mucho geofísicamente y debería incluirse en tales modelos.
El radar de penetración en la superficie, similar al que vuela en la próxima misión Europa Clipper a la luna helada de Júpiter, podría probar las ideas de King. Pero eso requeriría un nuevo orbitador para visitar el planeta enano.
Si el modelo de King resulta ser cierto, podría tener implicaciones más allá del cinturón de asteroides. Sería un modelo bastante general que podría ser aplicable a los estudios de todas las lunas enanas heladas, incluyendo, Dione, Rhea, Miranda, Atlas, Haumea y Caronte.
Fuente: Sky&Telescope, 11 agosto 2022
GAIA revela el pasado y futuro del Sol
Todos deseamos poder ver en algún momento el futuro. Ahora, gracias a los datos más recientes de la misión Gaia de cartografía estelar de la ESA, los astrónomos pueden hacer precisamente eso con el Sol. Al identificar con precisión estrellas de masa y composición similares, pueden ver cómo evolucionará nuestro Sol en el futuro. Y este trabajo se extiende mucho más allá de laastrofísica del Sistema Solar.
El tercer lanzamiento importante de datos de Gaia (DR3) se hizo público el 13 de junio de 2022. Uno de los principales resultados que surgieron de este lanzamiento fue una base de datos de las propiedades intrínsecas de cientos de millones de estrellas. Estos parámetros incluyen su temperatura y su masa.
Gaia toma lecturas excepcionalmente precisas del brillo aparente de una estrella, vista desde la Tierra, y de su color. Convertir esas características básicas de observación en las propiedades intrínsecas de una estrella es un trabajo minucioso.
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Orlagh Creevey, del Observatoire de la Côte d’Azur, Francia, y colaboradores de la Unidad de Coordinación 8 de Gaia, son responsables de extraer dichos parámetros astrofísicos de las observaciones de Gaia. Se basan en los estudios pioneros de los astrónomos que trabajaron en el Observatorio de la Universidad de Harvard, Massachusetts, a fines del siglo XIX y principios del XX.
En ese momento, los esfuerzos de los astrónomos se centraron en clasificar la apariencia de las líneas espectrales. Estas son líneas oscuras que aparecen en el arco iris de colores de su espectro. Annie Jump Cannon ideó una secuencia de clasificación espectral que ordenaba las estrellas según la fuerza de estas líneas espectrales. Posteriormente se descubrió que este orden estaba directamente relacionado con la temperatura de las estrellas. Antonia Maury hizo una clasificación separada basada en el ancho de ciertas líneas espectrales. Más tarde se descubrió que esto estaba relacionado con la luminosidad y la edad de una estrella.
La correlación de estas dos propiedades permite situar cada estrella del Universo en un solo diagrama. Conocido como el diagrama de Hertzsprung-Russell (HR), se ha convertido en una de las piedras angulares de la astrofísica. Diseñado de forma independiente en 1911 por Ejnar Hertzsprung y en 1913 por Henry Norris Russell, un diagrama HR traza la luminosidad intrínseca de una estrella frente a su temperatura superficial efectiva. Ese diagrama revela cómo evolucionan las estrellas a lo largo de sus largos ciclos de vida.
Si bien la masa de la estrella cambia relativamente poco durante su vida, la temperatura y el tamaño de la estrella varían mucho a medida que envejece. Estos cambios son impulsados por el tipo de reacciones de fusión nuclear que tienen lugar dentro de la estrella en ese momento.
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Con una edad de alrededor de 4.570 millones de años, nuestro Sol se encuentra actualmente en su cómoda edad media, fusionando hidrógeno en helio y, en general, siendo bastante estable; incluso serio. Ese no será siempre el caso. A medida que el combustible de hidrógeno se agota en su núcleo y comienzan los cambios en el proceso de fusión, esperamos que se hinche hasta convertirse en una estrella gigante roja, bajando la temperatura de su superficie en el proceso. Exactamente cómo sucede esto depende de la cantidad de masa que contiene una estrella y su composición química. Aquí es donde entran los datos de DR3.
Orlagh y sus colegas concentraron sus esfuerzos en estrellas que tienen temperaturas superficiales de entre 3000K y 10 000K porque son las estrellas más longevas de la Galaxia y, por lo tanto, pueden revelar la historia de la Vía Láctea. También son candidatos prometedores para encontrar exoplanetas porque son muy similares al Sol, que tiene una temperatura superficial de 6000K.
Luego, filtraron la muestra para escoger solo aquellas estrellas que tenían la misma masa y composición química que el Sol. Dado que permitieron que la edad fuera diferente, las estrellas que seleccionaron terminaron trazando una línea a través del diagrama H-R que representa la evolución de nuestro Sol desde su pasado hasta su futuro. Así se puede ver la forma en que nuestra estrella variará su temperatura y luminosidad a medida que envejece.
A partir de este trabajo, queda claro que nuestro Sol alcanzará una temperatura máxima aproximadamente a los 8 mil millones de años, luego se enfriará y aumentará de tamaño, convirtiéndose en una estrella gigante roja alrededor de los 10 ó 11 mil millones de años. El Sol llegará al final de su vida después de esta fase, cuando finalmente se convierta en una enana blanca tenue.
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El Sol es nuestra estrella más cercana y más estudiada, pero su proximidad nos obliga a estudiarlo con telescopios e instrumentos completamente diferentes de los que usamos para observar el resto de las estrellas. Esto se debe a que el Sol es mucho más brillante que las otras estrellas. Al identificar estrellas similares al Sol, pero esta vez con edades similares, podemos cerrar esta brecha de observación.
Para identificar estos «análogos solares» en los datos de Gaia, Orlagh y sus colegas buscaron estrellas con temperaturas, gravedades superficiales, composiciones, masas y radios similares al Sol actual. Encontraron 5863 estrellas que coincidían con sus criterios.
Ahora que Gaia ha presentado la lista de objetivos, otros pueden buscar respuestas a las preguntas de si todos los análogos solares tienen sistemas planetarios similares al nuestro o si todos los análogos solares giran a un ritmo similar al del Sol.
Con el lanzamiento de datos 3º (DR3), la instrumentación supremamente precisa de Gaia ha permitido determinar los parámetros estelares de más estrellas con más exactitud que nunca. Y esa precisión se extenderá a muchos otros ámbitos, como el estudio de galaxias, cuya luz es la fusión de miles de millones de estrellas individuales.
Fuente: Noticia de ESA, 11 de agosto 2022
El agujero negro del centro de nuestra galaxia
En conferencias de prensa simultáneas en todo el mundo, entre ellas la celebrada en la sede central del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Madrid, España), un equipo internacional de astrónomos y astrónomas ha desvelado la primera imagen del agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Este resultado proporciona pruebas abrumadoras de que el objeto es sin duda un agujero negro y aporta valiosas pistas sobre el funcionamiento de tales gigantes, que supuestamente ocupan el centro de la mayoría de las galaxias. La imagen fue producida por un equipo de investigación global llamado Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, utilizando observaciones de una red mundial de radiotelescopios.
La esperada imagen nos muestra por fin el aspecto real del enorme objeto que se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Anteriormente, la comunidad científica ya había observado estrellas orbitando alrededor de algo invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea. Estas órbitas permitían postular que este objeto, conocido como Sagitario A*, era un agujero negro, y la imagen de hoy proporciona la primera evidencia visual directa de ello.
Aunque no podemos ver el agujero negro en sí, porque está completamente oscuro, el gas brillante que lo rodea tiene una firma reveladora: una región central oscura (llamada «sombra») rodeada por una estructura brillante en forma de anillo. La nueva imagen capta la luz curvada por la fuerza gravitatoria del agujero negro, cuya masa es cuatro millones de veces la de nuestro Sol. El tamaño del anillo coincide perfectamente con las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein.
Como el agujero negro está a unos 27.000 años-luz de la Tierra, nos parece que tiene en el cielo el mismo tamaño que una rosquilla en la Luna. Para obtener imágenes de él, el equipo del EHT creó una red de ocho observatorios de radio combinados para formar un único telescopio virtual «del tamaño de la Tierra» El EHT observó Sgr A* durante varias noches, recopilando datos durante muchas horas seguidas, de forma similar a como una cámara fotográfica tradicional haría una imagen con un tiempo de exposición largo.
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Este descubrimiento llega después de que la colaboración EHT publicara, en 2019, la primera imagen de un agujero negro, conocido como M87* y situado en el centro de la galaxia distante Messier 87.
Además de otras instalaciones, la red de observatorios de radio EHT incluye el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), ambos situados en el desierto de Atacama, en Chile, copropiedad y co-operados por ESO en nombre de sus estados miembros europeos. Europa también contribuye a las observaciones de EHT con otros observatorios de radio: el telescopio IRAM de 30 metros, en España y, desde 2018, el NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA), en Francia, así como un superordenador para combinar datos EHT alojado en el Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Alemania. Además, Europa contribuyó con fondos al proyecto del consorcio EHT a través de subvenciones del Consejo Europeo de Investigación y de la Sociedad Max Planck en Alemania.
ESO ha desempeñado, durante muchos años, un papel muy importante a la hora de desentrañar los misterios de los agujeros negros y, en concreto, de Sgr A*. No solo ha contribuido a las observaciones de EHT a través de las instalaciones de ALMA y APEX, sino que también ha permitido, con sus otros observatorios en Chile, llevar a cabo algunas de las innovadoras observaciones anteriores del centro galáctico.
Los dos agujeros negros tienen un aspecto bastante similar, a pesar de que el del centro de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y ligero que M87*. Los agujeros negros son los únicos objetos que conocemos en los que la masa escala con el tamaño. Un agujero negro mil veces más pequeño que otro es también mil veces menos masivo. Es decir, aunque tenemos dos tipos de galaxias completamente diferentes y dos masas de agujeros negros muy distintas, cerca del borde de estos agujeros negros, los dos son asombrosamente similares, por lo que se deduce que la Relatividad General es la que gobierna estos objetos a pequeña escala, y cualquier diferencia que veamos a escalas mayores ha de venir por diferencias en el material que rodea a los agujeros negros.
Este trabajo ha sido bastante más difícil que el de M87*, a pesar de que Sgr A* está mucho más cerca de nosotros. El gas que hay en las proximidades de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad, casi tan rápido como la luz, alrededor de Sgr A* y M87*. Pero mientras que el gas tarda entre días y semanas en orbitar alrededor de M87*, en Sgr A* completa una órbita en cuestión de minutos. El primero es mucho mayor que el segundo. Esto significa que el brillo y la configuración del gas que había alrededor de Sgr A* estaba cambiando rápidamente mientras era observado.
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Los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas que tuvieran en cuenta el movimiento del gas alrededor de Sgr A*. Mientras que M87* era un objetivo más fácil y estable (ya que casi todas las imágenes tenían el mismo aspecto) este no fue el caso de Sgr A*. La imagen del agujero negro Sgr A* es un promedio de las diferentes imágenes obtenidas, revelando por fin el gigante que acecha en el centro de nuestra galaxia.
El trabajo ha sido posible gracias al talento de más de 300 investigadores de más de 80 instituciones de todo el mundo que, juntos, forman la Colaboración EHT. Además de desarrollar complejas herramientas para superar los retos planteados para obtener imágenes de Sgr A*, el equipo trabajó rigurosamente durante cinco años, utilizando superordenadores para combinar y analizar los datos, todo ello mientras compilaban una biblioteca sin precedentes de simulaciones numéricas de agujeros negros para compararlos con las observaciones.
La comunidad científica está especialmente satisfecha al disponer por fin de imágenes de dos agujeros negros de tamaños muy diferentes, lo que ofrece la oportunidad de entender cómo se comparan y contrastan. También ha comenzado a utilizar los nuevos datos para probar teorías y modelos sobre el comportamiento del gas que hay alrededor de los agujeros negros supermasivos. Este proceso aún no se comprende del todo, pero se cree que desempeña un papel clave en la formación y evolución de las galaxias.
Los avances en el EHT continúan: en marzo de 2022, una gran campaña de observación incluyó más telescopios que nunca. La continua ampliación de la red del EHT y las importantes actualizaciones tecnológicas permitirán a la comunidad científica obtener, en un futuro próximo, más y mejores imágenes, incluso películas, de agujeros negros.
NOTA DE «EL KIOSCO…»
En 2020 tres investigadores compartieron el Premio Nobel de Física por sus avances en el conocimiento de los agujeros negros: Roger Penrose, por descubrir que la formación de un agujero negro es una predicción sólida de la Teoría General de la Relatividad de Einstein; y conjuntamente Reinhard Genzel y la profesora Andrea Ghez por encontrar el del centro de nuestra galaxia.
Fuente: Comunicado científico de ESO, eso2208-eht-mwes, 12 de mayo de 2022
Análisis posteriores muestran 20 aminoácidos en las muestras de RYUGU
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En 2014, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) envió su nave espacial Hayabusa2 para encontrarse con 162173 Ryugu, un asteroide cercano a la Tierra: NEA (Near Earth Asteroid) que periódicamente pasa cerca de la Tierra. En 2018, esta misión de devolución de muestras llegó a Ryugu y pasó el siguiente año y medio estudiando su superficie y obteniendo muestras de su superficie y subsuelo. En 2020, estas muestras regresaron a la Tierra, donde los científicos comenzaron a analizarlas con la esperanza de averiguar más sobre la historia temprana del Sistema Solar y responder preguntas clave sobre los orígenes de la vida.
A principios de este año, los primeros resultados del análisis mostraron que Ryugu es (como se esperaba) rico en carbono, moléculas orgánicas y volátiles (como el agua) y se insinuó la posibilidad de que alguna vez fuera un cometa. Con base en un análisis más reciente, ocho equipos de investigadores japoneses (incluido uno de JAXA) anunciaron recientemente que Ryugu transporta cepas de no menos de 20 aminoácidos diferentes, los componentes básicos del ADN y de la vida misma. Estos hallazgos podrían proporcionar una nueva visión de cómo se distribuye la vida en todo el cosmos y podría significar que es más común de lo que se pensaba anteriormente.
Esta investigación fue iniciada en 2021 por la JAXA y numerosas instituciones de investigación japonesas, incluidas la Universidad de Tokio y la Universidad de Hiroshima. Inicialmente, el análisis encontró evidencia de 10 tipos de aminoácidos, pero ese número ha aumentado desde entonces a 20. Dado que los asteroides de tipo C están compuestos de material sobrante de la formación del Sistema Solar, el estudio de estos cuerpos antiguos podría revelar importantes hechos sobre su historia temprana. Si bien se han encontrado muestras de asteroides en la Tierra que contenían moléculas orgánicas, no está claro si esto pudo ser el resultado de la contaminación por la biosfera de la Tierra.
Uno de los principales objetivos de la misión Hayabusa2 era determinar si existe un vínculo entre los asteroides de tipo C y los meteoritos de condritas carbonáceas (CC), meteoritos que han sido alterados por el agua, como lo indica la presencia de minerales arcillosos y sales en su interior. Durante algún tiempo, los científicos han sospechado que estos meteoritos provienen de asteroides de tipo C que se originaron en los confines del Sistema Solar exterior. Se cree que estos asteroides, compuestos en gran parte de volátiles como el hielo de agua, introdujeron agua en el sistema solar interior hace miles de millones de años.
Según la hipótesis de la formación del Sistema Solar a partir de una nebulosa, los planetas se formaron hace 4500 millones de años de un disco de gas y polvo que se asentó alrededor del Sol recién nacido. Una teoría sugiere que después de que la Tierra se acretara a partir de este disco, la superficie del planeta estaba en un estado fundido, lo que habría destruido todos los aminoácidos. Poco a poco, los meteoritos los reintrodujeron en la Tierra después de que la superficie se enfriara.
Si esta teoría es correcta, la vida en la Tierra surgió gracias a material orgánico que no se originó aquí sino que fue introducido por asteroides del sistema solar exterior, también conocido como litopanspermia.
Hiroshi Naraoka, científico planetario de la Universidad de Kyushu y líder del equipo, explicó en la Conferencia de Ciencias Planetarias y Lunares en marzo que detectaron varios compuestos orgánicos prebióticos en las muestras, incluidos aminoácidos proteinogénicos, hidrocarburos aromáticos policíclicos similares al petróleo terrestre y varios compuestos nitrogenados. Estas moléculas orgánicas prebióticas pueden propagarse por todo el Sistema Solar, potencialmente como el polvo interplanetario de la superficie de Ruygu por impacto u otras causas.
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Hayabusa2 fue innovador porque recolectó muestras de materiales del subsuelo que no fueron erosionados por la luz solar o los rayos cósmicos. Si existen aminoácidos en el subsuelo de los asteroides aumentan las probabilidades de que los compuestos lleguen a la Tierra desde el espacio, y es una posible indicación de cómo la vida podría haber nacido en más lugares del universo de lo que se pensaba anteriormente.
Hayabusa2 es una de las pocas misiones de retorno de muestras existentes o propuestas dedicadas a investigar los orígenes de la vida en el Sistema Solar. Entre 2018 y 2021, OSIRIS-REx de la NASA también recolectó muestras de Bennu, que se devolverán a la Tierra en septiembre de 2023. China también planea lanzar una misión propia de retorno de muestras, conocida como Zhenghe, que se lanzará en 2024. y reunirse con el asteroide Kamo’oalewa para 2032.
Fuente: Universe Today, 20 junio 2022
HD1, la galaxia más lejana hasta ahora, a Z=11
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Una galaxia llamada HD1 ha sido coronada como el nuevo objeto más lejano del cosmos. Ubicada a unos 13.500 millones de años-luz de distancia, HD1 ya existía solo unos 330 millones de años después del Big Bang. Y la galaxia lejana también puede albergar otra sorpresa, ya sean estrellas de Población III, las primeras estrellas nacidas en el cosmos o el primer agujero negro supermasivo jamás encontrado.
Los hallazgos se presentan en dos artículos, publicados del 7 de abril 2022 en The Astrophysical Journal y Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters (MNRAS).
HD1 es extremadamente brillante en luz ultravioleta, lo que normalmente es evidencia de que una galaxia estaría produciendo estrellas a un ritmo elevado, tanto como 100 estrellas al año.
Esto es al menos 10 veces más alto de lo que esperamos para estas galaxias, según los investigadores. Entonces, el equipo recurrió a otras posibilidades que podrían explicar el exceso de luz ultravioleta de HD1.
Una posible explicación para la radiación ultravioleta de HD1 es que las estrellas que produce la galaxia son diferentes de las estrellas normales producidas en las galaxias modernas. Hoy en día, las estrellas están hechas de material reciclado expulsado de generaciones anteriores de estrellas. Por eso, cada estrella tiene algunos elementos más pesados, aunque solo sean pocos. Pero en el universo muy primitivo, después del Big Bang, el gas primordial consistía enteramente en hidrógeno, helio y trazas de de litio y berilio. De estos elementos nacieron las primeras estrellas. Conocidas como estrellas de Población III, eran más masivas, más luminosas y más calientes que las estrellas actuales. También evolucionaban muy rápido agotándose en unos pocos millones de años.
El único problema es que las estrellas de Población III son hipotéticas, ya que su vida rápida significa que nunca se ha detectado evidencia directa de ellas. Pero el reciente descubrimiento de la estrella más temprana, Eärendel, puede resultar fructífero para los cazadores de la Población III, si los estudios de seguimiento encuentran que la composición de la estrella es completamente de hidrógeno y helio.
Mientras tanto, aunque las estrellas de Población III explicarían fácilmente el brillo de HD1 en la longitud de onda ultravioleta, no son la única posibilidad.
Alternativamente, un agujero negro supermasivo podría explicar el brillo ultravioleta de la galaxia. Si ese es el caso, el agujero negro supermasivo se convertiría en el primero conocido, rompiendo el récord anterior de antigüedad por unos 500 millones de años.
Se cree que los agujeros negros supermasivos residen en el corazón de la mayoría de las galaxias, pero comprender cómo estos monstruos crecieron tan rápidamente en el universo primitivo sigue siendo un enigma para los científicos. La física nos dice que los agujeros negros necesitan tiempo para engullir suficiente material para crecer hasta proporciones supermasivas, lo que significa que los científicos no esperaban verlos tan temprano en la línea de tiempo cósmica.
Pero en 2017, los astrónomos comenzaron a encontrar estos monstruos dentro de las primeras galaxias del universo. Discos de material rodeaban los agujeros negros, y la materia que caía brillaba tanto que las galaxias, a pesar de sus distancias extremas, todavía se pueden ver hoy.
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Serían los fotones de alta energía, de ese material que cae y que se arremolina violentamente alrededor del agujero negro, los que podrían estar causando el brillo ultravioleta de HD1.
Formado unos cientos de millones de años después del Big Bang, un agujero negro en HD1 debe haber crecido a partir de una semilla masiva a un ritmo sin precedentes. Es posible que un agujero negro tan primitivo no responda a la pregunta de cómo estos objetos crecieron tan rápidamente, pero reduciría la rapidez con la que aparecieron en el universo primitivo.
Para hacer este descubrimiento distante, el equipo pasó más de 1200 horas observando con el telescopio Subaru, el telescopio VISTA, el telescopio infrarrojo del Reino Unido y el telescopio espacial Spitzer. Para verificar la distancia de HD1, el equipo planea observar la galaxia nuevamente, esta vez con el poderoso telescopio espacial James Webb de la NASA. Capaz de mirar hacia atrás a los primeros resplandores luminosos que surgieron después del Big Bang, JWST también podrá establecer qué teoría explica el brillo ultravioleta de HD1. Y, quizás, encontrar galaxias aún más distantes en los primeros momentos del cosmos.
Fuente: Astronomy, 7 de abril, 2022
La hipótesis de la «Tierra Extraña»
La primera nave espacial en explorar el espacio más allá de la órbita terrestre fue Pioneer 4 en 1959. Veinticinco años después, en 1984, los astrónomos Carl Sagan y Jill Tarter fundaron la Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI), un programa que ha estado explorando el cosmos en busca de signos de vida extraterrestre desde entonces.
Pero, hasta la fecha, ni una armada internacional de astronautas robóticos ni científicos buscadores de extraterrestres han encontrado evidencia de vida extraterrestre. De hecho, si bien nuestra exploración del Sistema Solar ha sido asombrosa en términos de las imágenes y los datos científicos obtenidos, los mundos que hemos visitado más allá de la Tierra parecen completamente estériles.
Incluso el investigador SETI más dedicado tendría que admitir que, al menos hasta ahora, nuestros esfuerzos por encontrar vida en otras partes del universo se han encontrado con un incómodo silencio sepulcral. ¿Pero por qué?
En 2000, dos investigadores, Peter Ward y Donald Brownlee, publicaron un libro que ofrecía una posible explicación de la aparente soledad de nuestra especie. Se llama Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe (Copernicus Books, 2000). Ward, un paleontólogo de formación, y Brownlee, un astrónomo, combinaron fuerzas para presentar lo que se ha dado en llamar la hipótesis de la Tierra Extraña (Rare Earth ).
En pocas palabras, la hipótesis de la Tierra Extraña sugiere que las condiciones únicas de la Tierra que permitieron que surgiera y floreciera la vida compleja son excepcionalmente poco comunes, y es poco probable que ocurran ampliamente en todo el universo.
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Ward y Brownlee postularon que muchas características fortuitas de la Tierra, nuestro Sol y el Sistema Solar condujeron a nuestro ecosistema altamente favorable y sorprendentemente estable. Si bien algunas de estas propiedades se habían discutido ampliamente en los círculos astronómicos antes, otras apenas se habían mencionado.
La hipótesis de la Tierra Extraña se centra en numerosos aspectos de la Tierra y su entorno que jugaron un papel en permitir el desarrollo de vida compleja. Algunos de los factores clave que Ward y Brownlee consideraron críticos para la formación de vida compleja incluyeron:
– Un planeta que existe en una parte favorable del tipo correcto de galaxia, donde hay cantidades significativas de elementos pesados disponibles y las fuentes de radiación esterilizante están ubicadas lejos.
– Una órbita alrededor de una estrella que tiene una larga vida útil (miles de millones de años) pero que no emite demasiada radiación ultravioleta.
– Una distancia orbital que permite que exista agua líquida en o cerca de la superficie del planeta.
– Una distancia orbital lo suficientemente lejana como para evitar que el planeta se bloquee por mareas con su estrella anfitriona.
– Una órbita que es estable alrededor de su estrella anfitriona en escalas de tiempo cósmicas.
– Una inclinación planetaria que permite que los cambios atmosféricos estacionales sean leves, no severos.
– Un sistema solar que incluye gigantes gaseosos capaces de evitar que los escombros contaminen el sistema solar interior, reduciendo las probabilidades de grandes impactos cósmicos y posteriores extinciones masivas.
– Una masa planetaria lo suficientemente grande como para retener una atmósfera y permitir océanos líquidos.
– Una luna lo suficientemente grande como para ayudar a estabilizar la inclinación del eje del planeta.
– Un núcleo planetario fundido que genera un importante campo magnético global, protegiendo en gran medida la superficie de la radiación solar.
– La presencia de oxígeno, y la cantidad correcta de oxígeno, en el momento adecuado para que la vida compleja lo utilice.
– La presencia de placas tectónicas, que acumulan masas terrestres, crean diversos ecosistemas, reciclan el carbono hacia y desde la atmósfera, evitan un efecto invernadero descontrolado y ayudan a estabilizar la temperatura de la superficie en todo el mundo.
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En las dos décadas desde que se publicó este libro, el interés en estas ideas no ha hecho más que crecer.
Ward y Brownlee desafiaron muchas nociones ampliamente difundidas que respaldaban la idea de que la vida compleja está ahí afuera esperando a ser encontrada. Por ejemplo, mientras que el astrónomo Carl Sagan a menudo opinaba que nuestro Sol es una estrella común y corriente, en realidad, entre el 80 y el 95 por ciento de las estrellas son significativamente diferentes de la nuestra en términos de tamaño, masa, luminosidad, vida útil y muchos otros factores.
Además, los investigadores anteriores que intentaron responder a la pregunta de por qué la vida en la Tierra era tan abundante pero tan rara en el universo no habían incluido la tectónica de placas en absoluto en su pensamiento. De hecho, un capítulo entero en Tierra Extraña está dedicado al tema, haciendo todo lo posible para explicar el papel de las placas tectónicas en la transformación de la Tierra en un buen lugar para la vida. La Tierra es, hasta donde sabemos, el único cuerpo del Sistema Solar con tectónica de placas activa. Y hay muchas otras características de nuestro planeta favorable a la vida que tampoco hemos visto replicadas en ningún otro lugar del universo.
Es importante recordar que la hipótesis de la Tierra Extraña solo se aplica a la aparición de vida compleja. Ward y Brownlee creen que la vida simple, como las bacterias, está muy extendida en el universo; después de todo, incluso los hábitats más duros de la Tierra albergan microbios. Sin embargo, creen que la vida compleja, los metazoos como los animales y nosotros, son excepcionalmente raros.
Si se encuentra vida en otro lugar, es probable que sea microbiana. La Tierra tendrá una vida útil de aproximadamente 12 mil millones de años, pero, en comparación con las bacterias, los metazoos tienen un rango mucho más restringido de criterios ambientales en los que pueden sobrevivir. Eso significa que el entorno de un planeta es propicio para la vida simple durante mucho más tiempo que para la vida compleja.
El período de tiempo en el que ha habido oxígeno en la atmósfera (dióxido de carbono para las plantas y oxígeno para los metazoos) es probablemente solo el 10 o el 20 por ciento de la vida útil de la Tierra. Así que, si se aterrizara en nuestro planeta al azar a lo largo de toda su historia, probablemente, no habría nada que ver.
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El hecho de que Ward y Brownlee no crean que la vida compleja sea común en el universo, no significa que no quieran que se encuentre. El dúo da la bienvenida a nuevos datos de observatorios de vanguardia, como el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que buscan estudiar las atmósferas de los exoplanetas en detalle. Y hay ciertas firmas atmosféricas que serían más reveladoras que otras.
Así, es importante tratar de buscar atmósferas de oxígeno, y también indicios de clorofila, puesto que solo hay varias formas de construir moléculas específicas. Cualquier equivalente animal tendrá que necesitar oxígeno, y mucho. Unas criaturas que se muevan rápidamente y que piensen rápidamente (lo cual es una forma de movimiento), necesitan tener oxígeno en la atmósfera para hacerlo. No puede haber seres vivos inteligentes viviendo del dióxido de carbono.
Aunque convincente, la hipótesis de la Tierra Extraña todavía tiene sus detractores; muchos de los factores ambientales que Ward y Brownlee identificaron en su libro han sido criticados durante los últimos 20 años. Entre las condiciones propuestas más atacadas para la vida compleja está que se requiere un gran planeta como Júpiter para mantener el sistema solar interior relativamente libre de desechos peligrosos. Algunos investigadores argumentan que tales planetas en realidad podrían aumentar la frecuencia de los impactos planetarios. Otros críticos han tenido problemas con los requisitos propuestos de un campo magnético global y tectónica de placas.
La hipótesis de la Tierra Extraña sigue sin probarse, pero es difícil ignorar la plétora de datos que Ward y Brownlee han recopilado para respaldar su caso. Las superficies áridas y austeras de Mercurio, Venus y Marte sirven como recordatorios cercanos del paraíso afortunado que es la Tierra en comparación. Y extraño o no, es el único hogar que tenemos.
Fuente: Astronomy, 29 julio 2022
Nuevo objetivo para la sonda de asteroides OSIRIS: el potencialmente peligroso APOPHIS
Una vez que una sonda está en el espacio y funcionando, solo tiene sentido reutilizarlo tras su cumplir su misión para optimizar el dinero invertido en ciencia. En esa línea, la NASA anunció ayer que otorgará extensiones para ocho misiones actualmente en curso. Si bien la mayoría de las misiones se extendieron tres años, una se extendió por nueve: la nave espacial Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer (OSIRIS-REX), que acaba de visitar y muestrear el asteroide 101955 Bennu y debe dejar muestras en la Tierra a fines de este año, continuará hacia otro objetivo de oportunidad: el asteroide potencialmente peligroso 99942 Apophis.
La extensión verá la misión renombrada como Osiris-APEX (Apophis Explorer). Se encontrará con Apophis en 2029, poco después del acercamiento a la Tierra más cercano del asteroide, y pasará los siguientes 18 meses explorando ese pequeño mundo.
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Lanzado el 8 de septiembre de 2016, sobre un cohete Atlas-V desde Cabo Cañaveral, Osiris-REX llegó a Bennu en diciembre de 2018 y recolectó muestras del asteroide en octubre de 2020. Ahora que se dirige de regreso a la Tierra a bordo de Osiris, la cápsula de muestras volverá a entrar en la atmósfera de la Tierra el 24 de septiembre de 2023, sobre el Campo de Pruebas y Entrenamiento de Utah de la Fuerza Aérea Estadounidense.
Las operaciones de investigación en la Universidad de Arizona se dividirán una vez que la cápsula de retorno de la muestra salga de la nave espacial principal, con el equipo de Osiris-REX completando la recuperación y el análisis de la muestra, y el equipo de Osiris-APEX gestionando la continuación hacia Apophis. La prórroga de la misión añade 200 millones de dólares adicionales al presupuesto.
OSIRIS-REX no es la única misión que se dirige a un segundo objetivo. La misión japonesa Hayabusa 2 se dirigirá a los asteroides 2001 AV43 en 2029 y 1998 KY26 en 2031, respectivamente, y el orbitador chino Chang’e 5 se dirigirá a una nueva órbita después de tomar muestras de la Luna. Realizará observaciones solares y posiblemente buscará asteroides en los puntos de Lagrange Sol-Tierra.
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Apophis es un asteroide potencialmente peligroso, etiquetado así porque su órbita cruza la de la Tierra. Su descubrimiento en 2004 causó un gran revuelo cuando los investigadores calcularon una pequeña posibilidad de que impactara la Tierra el 13 de abril de 2029. Observaciones posteriores refinaron la órbita y descartaron esa posibilidad, pero Apophis nos librará por solo 30.000 km en 2029, 10 veces más cerca que la Luna y dentro de la órbita geoestacionaria. La roca de 700 metros será visible como una «estrella» en movimiento de 3ª magnitud desde Europa, África y Asia occidental.
La mirada de cerca de Osiris-APEX nos dirá si Apophis es una pila de escombros suelta como Bennu, o algo más sustancial. Se sabe que Apophis, por análisis espectral, es una condrita de tipo S, en comparación con la condrita carbonácea de tipo B Bennu, por lo que debería proporcionar cierto contraste para el estudio. Los científicos también planean usar los propulsores de gas de la nave espacial para intentar desalojar y estudiar el polvo y las pequeñas rocas en y debajo de la superficie de Apophis.
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Estos planes futuros se anunciaron justo después de la presentación de la propuesta decenal de ciencia planetaria de NASA en abril, que mencionó específicamente la posibilidad de explorar Apophis. Estamos entrando en la era de la exploración de asteroides, ya que por primera vez obtenemos múltiples observaciones de cerca.
Fuente: Sky&Telescope, 26 de abril de 2022
Este artículo ha sido escrito por Juan Antonio Bernedo.
20 Comentarios
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domingo 23 octubre, 2022 @ 8:58 pm
Pues nuestro admirado Bernedo, me ha dado el gran disgusto con los PFAS, porque ya están ahí, parecen indestructibles y son acumulables por todos los organismos. Por tanto la gravedad de la noticia es tan importante como el calentamiento global. Y si han superado el límite planetario…
Tengo buenas razones para ser pesimista respecto al futuro de esta humanidad estúpida e irresponsable.
martes 25 octubre, 2022 @ 11:38 am
Sobre «El telescopio Webb rompe los récords…», me viene a la mente si no sería posible un universo en el que lo más antiguo fuesen una multitud de agujeros negros. Y, de ello, me pregunto ¿qué puede hacer que un AN estalle?
miércoles 26 octubre, 2022 @ 10:47 am
En relación con la nave SOLAR ORBITER…
Solo ligera distancia de 150 Mkm: Ayer tuve ocasión de «escuchar» el campo magnético terrestre, o una «traducción», no sé. Era como un gorgoteo bronco e irregular. Nada de algo continuo. Lo que nos defiende de las emisiones solares no es un armonioso príncipe azul, sino un monstruo. Es la Bestia, no la Bella.
jueves 27 octubre, 2022 @ 7:13 am
Lo que más temo, además de la envolvente de todas las causas, la estupidez humana, es el deshielo casi repentino -y que ya ha comenzado en algunos puntos- del permafrost. Pero lo de la estupidez es asombroso: ayer pude escuchar a una eminente política o expolítica española decir :»… el presunto calentamiento global…». Los muy tontos no caben en la política; es precisa la excelencia en tontez, si no, no sirves. Siempre con perdón de algún inteligente y honrado, que ha de haberlo; seguro que olvidado, fracasado y todo eso, pero alguno ha de haber.
viernes 28 octubre, 2022 @ 9:20 am
Sobre M74: la Galaxia Fantasma.
¿A qué se debe eso de Fantasma? Si alguien lo sabe, le agradecería me ilustrase.
sábado 29 octubre, 2022 @ 12:03 pm
Sobre Betelgeuse:
Dice que su gravedad en superficie es diez mil veces menor que la del Sol, lo cual se explica porque su densidad media es ligeramente mayor que la del aire, o sea unas mil veces menor que la del Sol y la distancia de su centro a la la superficie unas 1100 veces mayor.
Salvo errores, acomo siempre.
domingo 30 octubre, 2022 @ 11:10 am
Otra vez sobre «SOLAR ORBITER». Creo que el sonido de nuestro campo magnético varía mucho con la altura, porque, a bastantes km sobre la superficie, parece sibilante y hasta armonioso; ya no es la Bestia podría ser la Bella; de una extraña belleza, eso sí.
domingo 30 octubre, 2022 @ 11:25 am
Sobre las «micronovas».
Resulta asombroso lo que la astronomía nos va presentando. Nuevos e inesperados fenómenos. Parece existir un campo tremendamente grande ante el saber humano. Sabemos que la ciencia no tiene final pero, en este caso, la velocidad de los avances parece muy alta.
domingo 30 octubre, 2022 @ 11:48 am
Sobre el asteroide Bennu:
Claro, si están sus partículas tan poco cohesionadas, es lógico que el cráter producido haya sido mayor de lo esperado y también que el daño producido en una eventual colisión con la Tierra, pudiera deshacerse en partículas que se disipasen por toda la atmósfera, haciéndola irrespirable, quizá produciendo, como mínimo, silicosis universal en poco tiempo. Entonces el remedio ensayado con Dart, no serviría. Posiblemente, cuando aún estuviese lejos, provocarle alguna explosión interna, o pintar su superficie más conveniente de una pintura blanca…
lunes 31 octubre, 2022 @ 2:00 pm
Sobre «La estrella más masiva…»:
Siendo la masa de UY Scuti de unas 30 veces la masa solar, creo que, cuando reviente, arrojará mucha materia al espacio, pero quedará, al menos en principio, una estrella de neutrones, según creo, aunque está en el límite y es posible que su porvenir definitivo dependa de otros factores que desconozco
Respecto a R136a1, de masa 215 masas solares, parece casi seguro que finiquite como un agujero negro.
Es un decir en el que expongo mi mejor voluntad junto a mi escaso saber.
jueves 3 noviembre, 2022 @ 9:07 am
Veo muchos puntos oscuros y algunos en los que discrepo con la hipótesis de la Tierra Extraña. Por ejemplo, no se considera que podría haber, al menos desde el plano teórico, astros con mejores condiciones para la vida que nuestro propio planeta (planetas hiperhabitables). Y de hecho, aunque la vida microbiana es casi omnipresente, tenemos zonas en la Antártida o el Everest donde no hay pluricelulares, y por tanto, hay regiones en la Tierra que no reunen condiciones adecuadas para la vida pluricelular.
jueves 3 noviembre, 2022 @ 12:09 pm
Puedo acercarme al pensamiento de Miguel considerando la importancia del tiempo de la secuencia principal de la estrella del planeta que se considere. Está claro que la probabilidad de una vida compleja, si su historia lo permite y aunque no se parezca a la terrestre, es mucho más alta en un planeta que orbite a una enana roja. Pero claro, son muchísimos los factores a considerar, lo que no implica que se precisen todos o la mayoría de los eventos por los que ha pasado la Tierra.
jueves 17 noviembre, 2022 @ 10:47 pm
Hitos de no retorno:
Sencillamente, ver tres triangulitos rojos (24 ºC) en tan alta latitud N -con el terrible permafrost- y uno en la mismísima Antártida, nos indica que parece imposible ni siquiera estabilizar la situación.
viernes 18 noviembre, 2022 @ 12:06 pm
Volviendo al asteroide Bennu y el misterio de su formación, el que se haya desprendido de un cuerpo mayor no me parece posible salvo que se haya dado un choque de tal cuerpo con otro y los restos de la colisión se hayan desperdigado hasta hacerse indetectables de momento. Si se ha formado por acreción, con una velocidad de giro tan grande, los guijarros han de haber entrado por los polos e ir desplazándose hacia el ecuador. Si la acreción hubiese acabado, creo que, poco a poco, irá desprendiéndose de material por su ecuador, aplanándose y quizá formando, durante largo tiempo, diminutos satélites -casi un anillo-. Sería algo digno de ver en un lejano futuro.
viernes 18 noviembre, 2022 @ 7:18 pm
Sobre la danza de dos galaxias: Hombre, Bernedo, todos escribimos alguna incorrección de cuando en cuando y pienso que es muy raro en ti. Además, la que señalo es poco importante: Los agujeros negros… están a solo 1600 años-luz de distancia «en el cielo»… Simplemente sobra «en el cielo», porque no van a estar en el subsuelo o en el infierno.
Vale, soy un quisquillas, pero como me gustan los cálculos sencillos, los ANs de esas galaxias se acercaban -cuando la luz de la foto salió de ellos- a una velocidad de 1,92 km/s aproximadamente -salvo error-. En este momento ya estarán más cerca y, como supongo que no se aproximarán, ni antes ni ahora, en trayectoria recta, sino en alguna mutua rotación, tanto sus velocidades individuales como la de aproximación se habrán hecho mayores. Ya que la escena de la foto se produjo hace 89 millones de años, es casi seguro que ahora estarán mucho más cerca, pero no sabría decir cuanto, porque no creo que puedan restarse las distancias sin más. Para eso hay que saber mucho más que yo.
Perdón, admirado Bernedo y, en compensación, mil gracias por tus variados subartículos.
viernes 18 noviembre, 2022 @ 7:53 pm
Lo especial del caso de Ceres, es que, contradictoriamente, no lo fuera; es decir que se dé en algún otro cuerpo. Al parecer por la proporción de elementos radiactivos y, claro, muy pesados, en su formación. A ver si alcanzo a saber la causa en lo que me quede de vida. Acabo de decidir aguantar hasta que Bernedo nos informe.
sábado 19 noviembre, 2022 @ 11:03 am
En mi comentario 1 menciono el calentamiento global o crisis climática, cambio climático, etc. -denominaciones no sé cual mejor o peor-. Estos días eminentes políticos están en una cumbre y resulta que un país está representado por una empresa, «miembra» del lobby petrolífero. Algunos países, o muchos son ya siervos de grandes empresas y si estas ganan buen dinero impersonal e irresponsable para sus accionistas, especialmente para los que tienen importantes paquetes…, estamos apañados, porque sí, sí ganan buen dinero.
sábado 19 noviembre, 2022 @ 11:13 am
Sigo. Enfadado, claro. Porque unto por aquí, unto por allá y dejadme que sean 2 ºC en vez se solo 1,5; total por medio grado te llevas tanta pasta o, si te gusta más un puesto en el consejo de administración, que no tendrás ni que ir… Ah, que incluya a tu hijo que es un badanas que no da ni golpe; pues dalo por echo…, si sale, claro.
domingo 20 noviembre, 2022 @ 11:03 am
Sobre «Agujero negro SgrA»: Dice tres observatorios en azul, pero solo veo dos; uno en las proximidades de Mónaco y otro algo así como al NE del golfo de California. De todas formas mi vista es mala para los colores.
domingo 20 noviembre, 2022 @ 11:56 am
Sobre las muestras de RYUGU: A mí, lo de la litopanspermia me convence mucho. Lo veo muy probable.