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Un nuevo estudio basado en grabaciones realizadas por el rover encuentra que la velocidad del sonido es más lenta en el Planeta Rojo que en la Tierra y que, principalmente, prevalece un profundo silencio.

En los sonidos grabados por el rover Perseverance de la NASA se aprecia el gemido mecánico del rover, el chasquido de un ligero viento marciano, el zumbido de los rotores de Ingenuity (el helicóptero de Marte) y el golpe crepitante del láser que rompe rocas.

Un equipo internacional de científicos ha realizado el primer análisis de acústica en el Planeta Rojo. Su nuevo estudio revela la velocidad a la que viaja el sonido a través de la extremadamente fina atmósfera (compuesta principalmente por dióxido de carbono), para conocer cómo podría sonar Marte a oídos humanos y cómo los científicos pueden usar esas grabaciones de audio para estudiar los sutiles cambios que se producen en la presión del aire en otro planeta y, así mismo, para medir la salud del rover.

“Es un nuevo tipo de investigación que nunca antes habíamos usado en Marte”, dijo Sylvestre Maurice, astrofísico de la Universidad de Toulouse, en Francia, y autor principal del estudio. “Espero que traigan muchos descubrimientos, utilizando la atmósfera como fuente de sonido y medio de propagación”.

La mayoría de los sonidos del estudio, publicado el 1 de abril en la revista Nature, se grabaron con el micrófono de la SuperCam de Perseverance, instalada en la cabeza del mástil del rover. El estudio también cuenta con los sonidos grabados por otro micrófono montado en el chasis del rover. Este segundo micrófono registró recientemente las bocanadas y los pitidos de la herramienta de eliminación de polvo del rover, o gDRT, que expulsa las virutas de las rocas que el rover ha raspado para examinar.

El resultado de las grabaciones ha proporcionado una nueva comprensión de las extrañas características de la atmósfera marciana, donde la velocidad del sonido es más lenta que en la Tierra y varía con el tono (o la frecuencia). En la Tierra, los sonidos normalmente viajan a 343 metros por segundo. En Marte, los sonidos de tono bajo viajan a unos 240 metros por segundo, mientras que los sonidos de tono más alto se mueven a 250 metros por segundo.

La variabilidad en las velocidades del sonido en el Planeta Rojo es un efecto de la delgada y fría atmósfera de dióxido de carbono. Antes de la misión, los científicos esperaban que la atmósfera de Marte influyera en la velocidad del sonido, pero el fenómeno nunca se había observado hasta que se realizaron estas grabaciones. Otro efecto de esta tenue atmósfera es que los sonidos se transmiten a corta distancia y los tonos más agudos casi no se transmiten. En la Tierra, el sonido puede disminuir después de unos 65 metros; en Marte sucede a solo 8 metros, y los sonidos agudos se pierden por completo a esa distancia.

Las grabaciones del micrófono de SuperCam también revelan variaciones de presión no observadas previamente, producidas por turbulencias en la atmósfera marciana a medida que su energía cambia a pequeña escala. También se midieron, por primera vez, ráfagas de viento marciano en periodos de tiempo muy cortos.

¿Cómo serían los sonidos habituales de la Tierra en Marte?

Una de las características más llamativas de las grabaciones de sonido, dijo Maurice, es el silencio que parece prevalecer en Marte. “En algún momento, pensamos que el micrófono estaba roto, estaba tan silencioso…”, añadió.

“Marte es muy tranquilo debido a la baja presión atmosférica”, dijo Baptiste Chide del Laboratorio Nacional de Los Álamos, en Nuevo México, también coautor del estudio. “Pero la presión en Marte cambia con las estaciones”.

Eso significa que, en los próximos meses de otoño marcianos, Marte podría volverse más ruidoso y proporcionar aún más información sobre su aire y clima.

“Estamos entrando en una temporada de alta presión”, dijo Chide. “Tal vez el entorno acústico en Marte sea menos silencioso que cuando aterrizamos”.

Los sonidos de la mision

El equipo acústico también estudió lo que captó el micrófono SuperCam de los rotores dobles giratorios de Ingenuity, el helicóptero de Marte, que es el compañero de viaje y explorador aéreo del rover. Girando a 2.500 revoluciones por minuto, los rotores producen “un sonido distintivo y de tono bajo a 84 hercios”, dijo Maurice, refiriéndose a la medida acústica estándar de vibraciones por segundo y la velocidad de rotación de ambos rotores.

Por otro lado, cuando el láser de SuperCam, que vaporiza trozos de roca a distancia para estudiar su composición, golpea un objetivo, produce chispas que crean un ruido agudo por encima de los 2 kilohercios.

Estudiar los sonidos grabados por los micrófonos del rover no solo revela detalles de la atmósfera marciana, sino que también ayuda a los científicos e ingenieros a evaluar la salud y el funcionamiento de los muchos sistemas del rover, de la misma manera que uno podría notar un ruido molesto al conducir un coche.

Mientras tanto, el instrumento clave del estudio, el micrófono de SuperCam, sigue superando las expectativas.

“El micrófono ahora se usa varias veces al día y funciona extremadamente bien; su rendimiento general es mejor que lo que habíamos modelado e incluso probado en un entorno similar a Marte en la Tierra”, dice David Mimoun, profesor del Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO) y líder del equipo que desarrolló el experimento del micrófono. “Incluso pudimos grabar el zumbido del helicóptero de Marte a larga distancia”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

A menudo, una telaraña evoca la idea de una presa capturada que pronto será consumida por un depredador que espera. Sin embargo, en el caso del protocúmulo “Spiderweb”, los objetos que se encuentran dentro de una red cósmica gigante están celebrando y creciendo, según datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

La galaxia Spiderweb, conocida oficialmente como J1140-2629, se apodó de esta manera debido a su parecido con una telaraña en algunas imágenes de luz óptica. Esta semejanza se puede ver en el cuadro insertado donde los datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA muestran galaxias en naranja, blanco y azul, y los datos de Chandra aparecen en púrpura. Ubicada a unos 10.600 millones de años luz de la Tierra, la galaxia Spiderweb se encuentra en el centro de un protocúmulo, una colección creciente de galaxias y gas que se convertirá en un cúmulo de galaxias.

Para buscar agujeros negros en crecimiento en el protocúmulo Spiderweb, un equipo de investigadores lo observó con Chandra durante más de ocho días. En el panel principal de este gráfico, una imagen compuesta del protocúmulo Spiderweb muestra rayos X detectados por Chandra (también en púrpura), que se combinaron con datos ópticos del telescopio Subaru en Mauna Kea, en Hawai (en rojo, verde y blanco)).

La mayoría de las “manchas” que se perciben en la imagen óptica son galaxias del protocúmulo, incluidas 14 que se han detectado en la nueva imagen profunda de Chandra. Estas fuentes de rayos X revelan la presencia de material que está cayendo hacia agujeros negros supermasivos que contienen cientos de millones de veces más masa que el Sol. El protocúmulo Spiderweb existe en una época del universo a la que los astrónomos se refieren como “mediodía cósmico”. Los científicos descubrieron que durante este tiempo, aproximadamente 3 mil millones de años después del Big Bang, los agujeros negros y las galaxias experimentaron un crecimiento extremo.

La telaraña parece estar excediendo los elevados estándares incluso de este período activo en el Universo. Las 14 fuentes detectadas por Chandra implican que alrededor del 25% de las galaxias más masivas contienen agujeros negros en crecimiento activo. Esto es entre cinco y veinte veces mayor que la fracción encontrada en otras galaxias de edad similar y con, aproximadamente, el mismo rango de masas.

Estos resultados sugieren que algunos factores ambientales son responsables de la gran cantidad de agujeros negros de rápido crecimiento en el protocúmulo Spiderweb. Una causa puede ser que una alta tasa de colisiones e interacciones entre galaxias esté arrastrando gas hacia los agujeros negros en el centro de cada galaxia, proporcionando grandes cantidades de material para consumir. Otra explicación es que el protocúmulo todavía contiene grandes cantidades de gas frío que un agujero negro consume más fácilmente que el gas caliente (este gas frío se calentaría a medida que el protocúmulo se convierte en un cúmulo de galaxias).

Un estudio detallado de los datos del Hubble podrá proporcionar pistas importantes sobre las razones de la gran cantidad de agujeros negros de rápido crecimiento en el protocúmulo Spiderweb. Extender este trabajo a otros protocúmulos también requerirá de la nítida visión de rayos X de Chandra.

Un artículo que describe estos resultados ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomy and Astrophysics, y la versión preliminar ya está disponible aquí. El primer autor es Paolo Tozzi del Instituto Nacional de Astrofísica en Arcetri, Italia.

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Smithsonian Astrophysical Observatory’s Chandra X-ray Center controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

El 30 de marzo de 2022, el Sol emitió una significativa llamarada solar, alcanzando su punto máximo a la 1:35 p.m. EST. El Solar Dynamics Observatory de la NASA, que observa constantemente el Sol, capturó una imagen del suceso.

Las llamaradas solares son poderosas explosiones de energía. Las llamaradas y las erupciones solares pueden afectar a las comunicaciones por radio, a las redes de energía eléctrica, a las señales de navegación y suponer un riesgo para las naves espaciales y los astronautas.

Esta llamarada está clasificada como una llamarada Clase X. La Clase X denota los destellos más intensos, mientras que el número proporciona más información sobre su fuerza. Un X2 es dos veces más intenso que un X1, un X3 es tres veces más intenso, y así sucesivamente.

Más información sobre cómo se clasifican las llamaradas aquí.

Para ver cómo dicho clima espacial puede afectar a la Tierra, el Centro de Predicción del Clima Espacial de la NOAA en https://spaceweather.gov/, es la fuente oficial del gobierno de E.E.U.U. de pronósticos, advertencias y alertas del clima espacial.

La NASA observa el Sol y nuestro entorno espacial constantemente con una flota de naves espaciales que estudian todo, desde la actividad del Sol hasta la atmósfera solar y las partículas y campos magnéticos en el espacio que rodean a la Tierra.

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Edición: R. Castro.

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha marcado un nuevo y fascinante hito: detectar la luz de una estrella que existió dentro de los primeros mil millones de años tras el nacimiento del universo en el big bang, es la estrella más lejana que se ha visto hasta la fecha.

El record anterior a este hallazgo, fue detectado por el Hubble en 2018. Esa estrella existía cuando el universo tenía unos 4.000 millones de años, o el 30 por ciento de su edad actual, en un momento al que los astrónomos se refieren como “desplazamiento al rojo 1,5”. Los científicos usan la palabra “desplazamiento hacia el rojo” porque a medida que el universo se expande, la luz de los objetos distantes se estira o “desplaza” a longitudes de onda más largas y rojas, a medida que viaja hacia nosotros.

La estrella recién detectada está tan lejos que su luz ha tardado 12.900 millones de años en llegar a la Tierra, y se nos aparece como cuando el universo tenía solo el 7 por ciento de su edad actual, con un corrimiento al rojo de 6,2. Los objetos más pequeños vistos anteriormente a una distancia tan grande son cúmulos de estrellas, incrustados dentro de las primeras galaxias.

“Casi no lo creímos al principio, estaba mucho más lejos que la estrella anteriormente detectada de mayor corrimiento al rojo”, dijo el astrónomo Brian Welch de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, autor principal del artículo que describe el descubrimiento, que se publicó en la revista Nature del 30 de marzo. El descubrimiento se realizó a partir de los datos recopilados durante el programa RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) del Hubble, dirigido por el coautor Dan Coe del Space Telescope Science Institute (STScI), también en Baltimore.

“Normalmente, a estas distancias, las galaxias enteras se ven como pequeñas manchas, con la luz mezclada de millones de estrellas”, dijo Welch. “La galaxia que alberga esta estrella ha sido magnificada y distorsionada por lentes gravitacionales en una larga media luna que llamamos Arco del Amanecer”.

Después de estudiar la galaxia en detalle, Welch determinó que una fracción resultaba ser una estrella extremadamente magnificada a la que llamó Earendel, que significa “estrella de la mañana” en inglés antiguo. El descubrimiento promete abrir una era inexplorada de formación estelar muy temprana.

“Earendel existió hace tanto tiempo que es posible que no haya tenido las mismas materias primas que las estrellas que nos rodean hoy”, explicó Welch. “Estudiar a Eärendel será una ventana a una era del universo con la que no estamos familiarizados, pero que ha conducido a todo lo que conocemos. Es como si hubiéramos estado leyendo un libro muy interesante, pero que hubiéramos empezado con el segundo capítulo, y ahora tendremos la oportunidad de ver cómo comenzó todo”, dijo Welch.

Cuando las estrellas se alinean 

El equipo de investigación estima que Eärendel tiene al menos 50 veces la masa de nuestro Sol y es millones de veces más brillante, rivalizando con las estrellas más masivas conocidas. Pero incluso una estrella tan brillante y de gran masa sería imposible de ver a una distancia tan grande sin la ayuda del aumento natural de un enorme cúmulo de galaxias, WHL0137-08, que se encuentra entre nosotros y Eärendel. La masa del cúmulo de galaxias deforma el tejido del espacio, creando una poderosa lupa natural que distorsiona y amplifica enormemente la luz de los objetos distantes que se encuentran detrás de él, bajo nuestro punto de observación.

Gracias a la rara alineación con el cúmulo de galaxias que proporcionaron el aumento, la estrella Eärendel aparece directamente, o muy cerca de una onda en el tejido del espacio. Esta ondulación, que se define en óptica como “cáustica”, proporciona el máximo aumento y brillo. El efecto es análogo a la superficie ondulada de una piscina que crea patrones de luz brillantes en el fondo de la piscina en un día soleado. Las ondas en la superficie actúan como lentes y enfocan la luz del sol en máximo brillo en el fondo de la piscina.

Esta cáustica hace que la estrella Eärendel sobresalga del resplandor general de su galaxia de origen. Su brillo se magnifica mil veces o más. En este punto, los astrónomos no pueden determinar si Eärendel es una estrella binaria, aunque la mayoría de las estrellas masivas tienen al menos una estrella compañera más pequeña.

Confirmación con Webb

Los astrónomos esperan que Eärendel permanezca muy ampliada en los próximos años. Se observará con el telescopio espacial James Webb de la NASA. Se necesita la alta sensibilidad de Webb a la luz infrarroja para aprender más sobre Eärendel, porque su luz se estira (desplaza hacia el rojo) a longitudes de onda infrarrojas más largas debido a la expansión del universo.

“Con Webb, esperamos confirmar que Earendel es una estrella, así como medir su brillo y temperatura”, dijo Coe. Estos detalles acotarán su tipo y etapa en el ciclo de vida estelar. “También esperamos encontrar que la galaxia Sunrise Arc carece de elementos pesados ​​que se forman en las generaciones posteriores de estrellas. Esto sugeriría que Earendel es una estrella rara, masiva y pobre en metales”, dijo Coe.

La composición de Eärendel será de gran interés para los astrónomos, porque se formó antes de que el universo se llenara con los elementos pesados ​​producidos por sucesivas generaciones de estrellas masivas. Si los estudios de seguimiento encuentran que Eärendel solo se compone de hidrógeno y helio primordiales, sería la primera evidencia de las legendarias estrellas de Población III, que se supone que son las primeras estrellas nacidas después del Big Bang. Si bien la probabilidad es pequeña, Welch admite que es intrigante de todos modos.

“Con Webb, podremos ver estrellas incluso más lejos que Earendel, lo que será increíblemente emocionante”, dijo Welch. “Iremos tan atrás en el tiempo como podamos. Me encantaría ver a Webb batir el récord de distancia de Eärendel”.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.

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Edición: R. Castro.

Nuestro sistema solar se fue dando forma debido a los choques que se produjeron entre cuerpos rocosos. Las observaciones de impactos similares nos proporcionan información sobre la frecuencia con la que ocurren estos eventos alrededor de otras estrellas.

La mayoría de los planetas y satélites rocosos de nuestro sistema solar, incluidos la Tierra y la Luna, se formaron o moldearon por medio de colisiones masivas que tuvieron lugar al principio de la historia del sistema solar. Al chocar entre sí, los cuerpos rocosos pueden acumular más material, aumentando de tamaño, o pueden romperse y desmenuzarse en varios cuerpos más pequeños.

Los astrónomos que utilizan el retirado Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, encontraron evidencias de este tipo de colisiones alrededor de estrellas jóvenes donde se están formando planetas rocosos. Pero esas observaciones no proporcionaron muchos detalles sobre los choques, como el tamaño de los objetos involucrados.

Esta ilustración representa el resultado de una colisión entre dos grandes cuerpos del tamaño de un asteroide: una nube de escombros masiva alrededor de una estrella joven. Spitzer, de la NASA, detectó cómo una nube de escombros bloqueaba la estrella HD 166191, lo que permitió a los científicos obtener detalles sobre el choque que aconteció.

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Edición: R. Castro.

La misión SPHEREx tendrá algunas similitudes con el telescopio espacial James Webb. Pero los dos observatorios utilizarán enfoques drásticamente diferentes para estudiar el cielo.

La próxima misión de la NASA, SPHEREx, podrá escanear todo el cielo cada seis meses y crear un mapa del cosmos como nunca antes. La misión, que está programada para lanzarse como fecha límite en abril de 2025, investigará lo que sucedió en el primer segundo después del Big Bang, cómo se forman y evolucionan las galaxias y la prevalencia de moléculas críticas para la formación de la vida, como el agua, encerradas como hielo en nuestra galaxia. Lograr estos objetivos requerirá tecnología punta, y la NASA este mes ha aprobado los planes finales para todos los componentes del observatorio.

“Estamos en la transición de hacer cosas con modelos informáticos a hacer cosas con hardware real”, dijo Allen Farrington, gerente de proyectos de SPHEREx en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en el sur de California, que administra la misión. “El diseño de la nave espacial, tal como está, se ha confirmado. Hemos demostrado que es factible hasta en los detalles más pequeños. Así que ahora podemos comenzar a construir y montar las cosas”.

Para responder a las grandes preguntas sobre el universo, los científicos necesitan mirar el cielo de diferentes maneras. Muchos telescopios, como el telescopio espacial Hubble de la NASA, están construidos para enfocarse en estrellas individuales, galaxias u otros objetos cósmicos y estudiarlos en detalle. Pero SPHEREx (que significa Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) pertenece a otra clase de telescopios espaciales que observan rápidamente grandes porciones del cielo, examinando muchos objetos en un corto período de tiempo. SPHEREx escaneará más del 99% del cielo cada seis meses; por el contrario, el Hubble ha observado alrededor del 0,1% del cielo en más de 30 años de operaciones. Aunque los telescopios de exploración como SPHEREx no pueden ver objetos con el mismo nivel de detalle que los observatorios específicos, pueden responder preguntas sobre las propiedades típicas de esos objetos presentes en todo el universo.

Por ejemplo, el telescopio espacial James Webb, lanzado recientemente por la NASA, apuntará a exoplanetas individuales (planetas fuera de nuestro sistema solar), midiendo su tamaño, temperatura, patrones climáticos y composición. Pero, ¿los exoplanetas, en promedio, se forman en entornos propicios para la vida tal como la conocemos? Con SPHEREx, los científicos medirán la prevalencia de materiales que sustentan la vida, como el agua que reside en los granos de polvo helado en las nubes galácticas de las que nacen nuevas estrellas y sus sistemas planetarios. Los astrónomos creen que el agua de los océanos de la Tierra (que se cree que es esencial para la vida que comenzó en nuestro planeta) provino originalmente de dicho material interestelar.

“Es la diferencia entre conocer a algunas personas individuales y hacer un censo y aprender sobre la población en su conjunto”, dijo Beth Fabinsky, subdirectora de proyectos de SPHEREx en el JPL. “Ambos tipos de estudios son importantes y se complementan. Pero hay algunas preguntas que solo pueden responderse a través de ese censo”.

SPHEREx y Webb difieren no solo en su enfoque para estudiar el cielo sino también en sus parámetros físicos. Webb es el telescopio más grande que jamás haya viajado al espacio, con un espejo primario de 6,5 metros para capturar las imágenes de mayor resolución que cualquier otro telescopio espacial de la historia. El observatorio protege sus instrumentos sensibles de la luz cegadora del Sol con un parasol del tamaño de una cancha de tenis. SPHEREx, sin embargo, tiene un espejo principal de 20 centímetros y un parasol de solo 3,2 metros de ancho.

Pero ambos observatorios recogerán luz infrarroja, que son longitudes de onda fuera del rango que el ojo humano puede detectar. El infrarrojo, a veces, se llama radiación de calor porque lo emiten objetos calientes, razón por la cual se usa en equipos de visión nocturna. Los dos telescopios también utilizarán una técnica llamada espectroscopía, para descomponer la luz infrarroja en sus longitudes de onda o colores individuales, al igual que un prisma descompone la luz solar en los colores que la componen. La espectroscopía es lo que permite, tanto a SPHEREx como a Webb, revelar cuál es la composición un objeto, ya que los elementos químicos individuales absorben e irradian longitudes de onda de luz específicas.

Para responder a preguntas generales, el equipo de SPHEREx primero tuvo que responder preguntas más prácticas, como por ejemplo si el instrumento a bordo podría sobrevivir a las características del entorno en el espacio o si todos sus componentes podrían empaquetarse y operar como un sistema. El mes pasado, los planes finales del equipo fueron aprobados por la NASA, un paso que la agencia llama revisión crítica de diseño o CDR. Esto marca un hito importante para la misión.

“La COVID continúa suponiendo un gran reto para nosotros en el desarrollo de nuevos proyectos espaciales. Todo por lo que pasó el país durante el año pasado, desde interrupciones en la cadena de suministro hasta trabajar en casa con niños, también lo hemos pasado”, dijo el investigador principal de SPHEREx, James Bock, científico en el JPL y Caltech, en Pasadena, California. “Es realmente increíble ser parte de un equipo que ha manejado estas dificultades con entusiasmo y una determinación aparentemente ilimitada”.

Más sobre información sobre SPHEREx

SPHEREx es administrado por el JPL para la Science Mission Directorate de la NASA en Washington. El investigador principal de la misión tiene su sede en Caltech, que administra el JPL para la NASA y también desarrollará la carga útil en colaboración con el JPL. Ball Aerospace en Boulder, Colorado, suministrará la nave espacial. El Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) es un socio científico para la misión. Los datos serán procesados ​​y archivados en IPAC en Caltech. El equipo científico de SPHEREx incluye miembros de 10 instituciones de los E.E.U.U. y Corea del Sur.

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Edición: R. Castro.

Como si fuese una cápsula del tiempo sellada para la posteridad, una de las últimas muestras lunares de la era Apolo, recolectada durante la misión Apolo 17, se abrió bajo la cuidadosa dirección de los procesadores y conservadores de muestras lunares en la Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) Division de la NASA, en el Johnson Space Center, en Houston. Esta valiosa y bien conservada muestra, alimentará al registro geológico permanente del vecino celestial más cercano a la Tierra: la Luna.

Antes de que la NASA vuelva a por más muestras (esta vez en el Polo Sur de la Luna con las misiones Artemis de la agencia), el Apollo Next Generation Sample Analysis Program, o ANGSA, está estudiando algunas de las últimas muestras lunares que la NASA ha mantenido intactas, en estado prístino, esperando el día en que los científicos estuvieran equipados con métodos y tecnologías innovadores para examinarlos.

“Teníamos la oportunidad de abrir esta muestra increíblemente preciosa que se ha guardado durante 50 años al vacío”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Science Mission Directorate de la NASA en Washington, “y finalmente podremos ver qué tesoros se encuentran en ella.”

El día llegó para la muestra 73001, que primero se selló al vacío en la Luna y luego se almacenó en un segundo tubo de vacío exterior protector dentro de las vitrinas de procesamiento, purgadas con nitrógeno en el laboratorio lunar de Johnson. En diciembre de 1972, los astronautas Eugene Cernan y Harrison “Jack” Schmitt, recolectaron el regolito lunar martilleando finos dispositivos cilíndricos de recolección de muestras, o tubos guía, en un depósito de arena en el valle Taurus-Littrow de la Luna, capturando capas de historia geológica para que los científicos pudieran estudiarlas minuciosamente.

Esta muestra, 73001, es la mitad inferior de un tubo de transmisión doble. El tubo guía superior, muestra 73002, se trajo de la Luna en un contenedor normal, sin sellar, que se abrió en 2019. El equipo científico de ANGSA ha estado estudiando sus capas de pequeñas rocas y suelo, y está ansioso por ver qué contiene la mitad inferior.

Antes de que el equipo de ARES expulsara el tubo guía del 73001, se realizaron escaneos extensos en la Universidad de Texas, en Austin, usando tecnología de tomografía computarizada de rayos X, para capturar imágenes 3D de alta resolución de la composición de la muestra ubicada dentro del tubo.

“Este será el registro permanente de cómo se ve el material dentro del núcleo antes de ser expulsado y dividido en incrementos de medio centímetro”, dijo Ryan Zeigler, conservador de muestras del Apolo. “El tubo impulsor estaba muy lleno, que es una de las cosas que aprendimos con las tomografías computarizadas, y causó una ligera complicación en la forma en que inicialmente planeábamos extraerlo, pero pudimos adaptarnos usando estas tomografías”.

El mes pasado, en un principio el equipo trabajó para capturar cualquier gas presente dentro del tubo protector exterior y, finalmente, perforaron el contenedor interior para extraer los gases lunares que quedaban en el interior.

“Hemos extraído gas de este núcleo y esperamos que ayude a los científicos cuando intenten comprender la firma del gas lunar al observar las diferentes alícuotas (muestras tomadas para el análisis químico)”, dijo Zeigler.

Los análisis y las tomografías computarizadas aseguraron que no se produjeran grandes sorpresas al abrir este regalo científico y, juntos, ayudaron a trazar un plan para la disección. Antes del evento principal del 21 y 22 de marzo, la conservadora adjunta de muestras de Apolo, Juliane Gross, también realizó ensayos del proceso de extrusión con un núcleo simulado en el laboratorio de Johnson.

Gross comparó el proceso de extrusión con la elaboración de muebles, excepto por la restricción en la movilidad con los brazos debido a los enormes guantes que utilizan. La extrusión de la muestra con herramientas especializadas requirió un meticuloso nivel de organización.

“Hicimos esto paso a paso, tratando de no perder las piezas y tornillos pequeños”, dijo Gross.

Al final fue muy parecido a un duro entrenamiento: el dolor se irradiaba a través de sus brazos y hombros. Pero Gross dice que sin duda valió la pena.

“Somos las primeras personas que han podido ver esta arena por primera vez”, dijo Gross. “Es simplemente lo mejor del mundo, como un niño en una tienda de dulces, ¿verdad?”

El programa Apolo le dio a la NASA la oportunidad de probar métodos de muestreo que creían que funcionarían en la Luna, basándose en lo que funcionó en la Tierra, y hacer evolucionar esos métodos con cada misión.

“Las muestras terrestres y las muestras lunares son muy diferentes, por lo que el equipo de Artemis ya lo ha tenido en cuenta al diseñar sus herramientas”, dijo Zeigler. “No comenzaron con el Apolo 11. No comenzaron desde cero. Comenzaron con el Apolo 17, funcionó muy bien y están avanzando desde ese punto hacia Artemis”.

Debido a que los astronautas de Artemis irán más allá del ecuador lunar (más conocido), hasta el Polo Sur, con sus condiciones a veces criogénicas o congeladas, y su iluminación espectacular, el suelo lunar allí ofrece perspectivas magníficas para su estudio.

“El Polo Sur de la Luna es un gran lugar para la posible acumulación de grandes depósitos de lo que llamamos volátiles (sustancias que se evaporan a temperaturas normales, como el hielo de agua y el dióxido de carbono)”, dijo Lori Glaze, directora de la Planetary Science Division en la sede de la NASA. “Estos volátiles pueden darnos pistas sobre el origen del agua en esta parte del sistema solar, ya sea de cometas, asteroides, viento solar u otros”.

Y si bien las muestras del Apolo han proporcionado a la NASA información sobre el satélite natural de la Tierra, unas nuevas muestras prístinas de lugares exóticos en la superficie lunar, y debajo de la superficie, ayudarán a la agencia a comprender mejor sus depósitos volátiles y su evolución geológica.

“Tenemos la oportunidad de abordar algunas preguntas realmente importantes sobre la Luna aprendiendo de lo que se ha registrado y preservado en el regolito de estas muestras de Apolo”, dijo el conservador de astromateriales de la NASA, Francis McCubbin, “Conservamos estas muestras a largo plazo, para que los científicos 50 años después pudieran analizarlos. A través de Artemis, esperamos ofrecer las mismas posibilidades a una nueva generación de científicos”.

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Edición: R. Castro.

Los innovadores proyectos científicos del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, que analizará millones de galaxias esparcidas por el espacio y el tiempo, aportarán grandes panorámicas del cosmos, que serán clave para que los científicos puedan discernir entre las principales teorías para saber qué es lo que está acelerando la expansión del universo.

Roman explorará este misterio utilizando múltiples métodos, incluida la espectroscopía. Esta técnica permitirá a los científicos medir con precisión la rapidez con la que se expandió en diferentes eras cósmicas el universo y rastrear cómo ha evolucionado.

“Nuestro estudio pronostica los datos científicos que se obtendrán mediante el estudio de espectroscopía de Roman y muestra cómo varios ajustes podrían optimizar su diseño”, dijo Yun Wang, científico investigador principal de Caltech/IPAC en Pasadena, California, y autor principal del estudio. Como Roman Science Support Center, el IPAC será responsable del procesamiento de datos científicos espectroscópicos de la misión, mientras que el Space Telescope Science Institute en Baltimore será responsable del procesamiento de datos científicos de imágenes, la generación de catálogos y el soporte para las canalizaciones de procesamiento de datos cosmológicos. “Si bien este estudio está diseñado para explorar la aceleración cósmica, también ofrecerá pistas sobre muchos otros misterios. Nos ayudará a comprender la primera generación de galaxias, nos permitirá cartografiar la materia oscura e incluso revelar información sobre estructuras que están mucho más cerca de casa, justo en nuestro grupo local de galaxias”.

El Telescopio Espacial Roman, cuyo lanzamiento está previsto para mayo de 2027, proporcionará una extensa vista del universo que ayudará a los científicos a estudiar los misterios cósmicos. Cada imagen contendrá medidas precisas de una cantidad tan grande de objetos celestes, que permitirán estudios estadísticos que no son factibles usando telescopios con vistas más estrechas.

Según el plan previsto, el estudio de espectroscopía de Roman cubrirá casi 2000 grados cuadrados, o alrededor del 5% del cielo, en poco más de siete meses. Los resultados del análisis del equipo mostraron que el estudio debería revelar distancias precisas para 10 millones de galaxias desde que el universo tenía entre 3 y 6 mil millones de años, ya que la luz que llega al telescopio comenzó su viaje cuando el universo era mucho más joven. Estas medidas permitirán a los astrónomos mapear la estructura a gran escala, similar a la creación de una red del cosmos. El mapeo también revelará las distancias de 2 millones de galaxias incluso antes en la historia del universo, cuando tenía solo entre 2 y 3 mil millones de años, territorio inexplorado en la estructura cósmica a gran escala.

Los resultados del equipo se publican en The Astrophysical Journal.

Leyendo el arcoíris

Casi toda la información que recibimos del espacio proviene de la luz. Roman usará la luz para capturar imágenes, pero también estudiará la luz dividiéndola en colores individuales. Los patrones de longitud de onda detallados, llamados espectros, revelan información sobre el objeto que emitió la luz, incluida la rapidez con la que se aleja de nosotros. Los astrónomos llaman a este fenómeno “desplazamiento hacia el rojo” porque cuando un objeto retrocede, todas las ondas de luz que recibimos de él se estiran y se desplazan hacia longitudes de onda más rojas.

En la década de 1920, los astrónomos Georges Lemaître y Edwin Hubble utilizaron los desplazamientos al rojo para hacer el sorprendente descubrimiento de que, con muy pocas excepciones, las galaxias se alejan de nosotros y entre sí a diferentes velocidades, dependiendo de su distancia. Al determinar la velocidad con la que se alejan las galaxias de nosotros, impulsadas por la expansión incesante del espacio, los astrónomos pueden averiguar a qué distancia se encuentran: cuanto más se desplaza hacia el rojo el espectro de una galaxia, más lejos está.

El estudio de espectroscopía de Roman creará un mapa 3D del universo midiendo distancias y las posiciones con precisión de millones de galaxias. Aprender cómo varía la distribución de las galaxias con la distancia y, por lo tanto, con el tiempo, nos dará una idea de la velocidad a la que se expandió el universo en diferentes eras cósmicas.

Este estudio también conectará las distancias de las galaxias con los ecos de las ondas de sonido justo después del Big Bang. Estas ondas de sonido, llamadas oscilaciones acústicas bariónicas (BAO), han crecido con el tiempo debido a la expansión del espacio y han dejado su huella en el cosmos al influir en la distribución de las galaxias. Para cualquier galaxia moderna, es más probable que encontremos otra galaxia a unos 500 millones de años luz de distancia que encontrar una un poco más cerca o más lejos.

Mirando más lejos en el universo, a tiempos cósmicos anteriores, significa que esta distancia física entre galaxias, el vestigio de las ondas BAO, disminuye. Esto proporciona una medida de la historia de expansión del universo. Los desplazamientos al rojo de las galaxias también codifican información sobre su movimiento debido a la gravedad de sus vecinas, llamadas distorsiones del espacio del desplazamiento al rojo, lo que ayuda a los astrónomos a rastrear la historia del crecimiento de la estructura a gran escala. Aprender sobre la forma en que se ha expandido el cosmos y cómo ha crecido la estructura dentro de él a lo largo del tiempo, permitirá a los científicos explorar la naturaleza de la aceleración cósmica y probar la teoría de la gravedad de Einstein sobre la edad del universo.

Energía Oscura Versus Gravedad Modificada

A medida que el universo se expande, la gravedad de la materia dentro de él debería ralentizar esa expansión. Los astrónomos se sorprendieron al saber que la expansión del universo se está acelerando porque significa que algo en nuestra imagen del cosmos está mal o está incompleto. El misterio podría explicarse añadiendo un nuevo componente de energía al universo, que los científicos han denominado energía oscura, o podría indicar que la teoría de la gravedad de Einstein, la teoría general de la relatividad, necesita una modificación.

Cambiar las ecuaciones que describen algo tan fundamental como la gravedad puede parecer extremo, pero ya se ha hecho antes. La ley de la gravedad de Isaac Newton no pudo explicar algunas de las cosas que observaron los astrónomos, como un pequeño pero misterioso movimiento en la órbita de Mercurio.

Los astrónomos finalmente se dieron cuenta de que la teoría general de la relatividad de Einstein explicaba perfectamente los problemas que habían surgido, como el cambio orbital de Mercurio. Pasar de la descripción de la gravedad de Newton a la de Einstein implicó transformar la física moderna al cambiar la forma en que vemos el espacio y el tiempo: interconectados, en lugar de separados y constantes.

La aceleración cósmica podría ser un indicativo de que la teoría de la gravedad de Einstein todavía no es del todo correcta. La relatividad general está extremadamente bien probada en escalas físicas sobre el tamaño de nuestro sistema solar, pero menos a medida que avanzamos a escalas cosmológicas más grandes. El equipo simuló el desempeño de Roman y demostró que las enormes y profundas imágenes en 3D del universo que la misión brindará, será una de las mejores oportunidades hasta ahora para discernir entre las principales teorías que intentan explicar la aceleración cósmica.

“Podemos esperar una nueva física, ya sea que aprendamos que la aceleración cósmica es causada por la energía oscura o que descubramos que tenemos que modificar la teoría de la gravedad de Einstein”, dijo Wang. “Roman probará ambas teorías al mismo tiempo”.

El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman se administra en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la participación del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA y Caltech/IPAC en el sur de California, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore y un equipo compuesto por científicos de varias instituciones de investigación. Los principales socios industriales son Ball Aerospace and Technologies Corporation en Boulder, Colorado; L3Harris Technologies en Melbourne, Florida; y Teledyne Scientific & Imaging en Thousand Oaks, California.

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Edición: R. Castro.

La forma que actualmente presenta nuestro sistema solar se debe a grandes choques que se produjeron entre cuerpos rocosos. Las observaciones de un choque similar ayudan a deducir la frecuencia de estos eventos alrededor de otras estrellas.

La mayoría de los planetas y satélites rocosos de nuestro sistema solar, incluidos la Tierra y la Luna, se formaron o moldearon por un gran número de colisiones en el principio de la historia del sistema solar. Al chocar entre sí, los cuerpos rocosos pueden acumular más material, aumentando de tamaño, o pueden fragmentarse en varios cuerpos más pequeños.

Los astrónomos que utilizan los datos del ya retirado Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, encontraron pruebas de este tipo de colisiones alrededor de estrellas jóvenes donde se están formando planetas rocosos. Pero esas observaciones no proporcionaron muchos detalles sobre los choques, como por ejemplo el tamaño de los objetos involucrados.

En un nuevo estudio publicado en el Astrophysical Journal, un grupo de astrónomos dirigido por Kate Su de la Universidad de Arizona, anuncian las primeras observaciones de una nube de escombros de una de estas colisiones, cuando la nube pasó frente a su estrella y bloqueó brevemente la luz. Los astrónomos lo denonminan tránsito. Además del conocimiento sobre el tamaño y el brillo de la estrella, las observaciones permitieron a los investigadores determinar el tamaño de la nube poco después del impacto, estimar el tamaño de los objetos que chocaron y observar la velocidad con la que la nube se dispersó.

George Rieke, también de la Universidad de Arizona y coautor del nuevo estudio, dijo: “Todos los casos que se revelaron por Spitzer no han sido resueltos, son solo hipótesis teóricas sobre cómo podría haber sido el evento real y la nube de escombros”.

A partir de 2015, un equipo dirigido por Su comenzó a realizar observaciones habituales a una estrella de 10 millones de años, llamada HD 166191. En este tiempo de vida de una estrella, el polvo que quedó de su formación se ha agrupado para formar cuerpos rocosos, llamados planetesimales. Una vez que el gas que previamente llenaba el espacio entre esos objetos se ha dispersado, las catastróficas colisiones entre ellos se vuelven comunes.

Sospechando que podrían “presenciar” de una de estas colisiones alrededor de HD 166191, el equipo usó Spitzer para realizar más de 100 observaciones del sistema entre 2015 y 2019. Si bien los planetesimales son demasiado pequeños y distantes para detectarlos con un telescopio, sus colisiones producen grandes cantidades de polvo. Spitzer detectó luz infrarroja, o longitudes de onda ligeramente más largas de las que pueden percibir los ojos humanos. El infrarrojo es ideal para detectar polvo, incluidos los desechos creados por las colisiones de protoplanetas.

A mediados de 2018, el telescopio espacial detectó que el sistema HD 166191 se volvía significativamente más brillante, lo que sugiere un aumento en la producción de desechos. Durante ese tiempo, Spitzer también detectó una nube de escombros que bloqueaba la estrella. Combinando la observación del tránsito de Spitzer con las observaciones de los telescopios en tierra, el equipo pudo deducir el tamaño y la forma de la nube de escombros.

El estudio sugiere que la nube era muy alargada, con un área mínima estimada, tres veces mayor que la de la estrella. Sin embargo, la cantidad de brillo infrarrojo que detectó Spitzer sugiere que solo una pequeña porción de la nube pasó frente a la estrella y que los escombros de este evento cubrieron un área cientos de veces más grande que la de la estrella.

Para producir una nube tan grande, los objetos en la colisión principal deben haber sido del tamaño de planetas enanos, como Vesta en nuestro sistema solar, un objeto de 530 kilómetros de ancho ubicado en el cinturón principal de asteroides, entre Marte y Júpiter. El choque inicial generó suficiente energía y calor como para volatilizar parte del material. También produjo una reacción en cadena de impactos entre fragmentos de la primera colisión y otros cuerpos pequeños en el sistema, lo que probablemente creó una cantidad significativa del polvo que detectó Spitzer.

Durante los siguientes meses, la gran nube de polvo se incrementó en tamaño y se volvió más translúcida, lo que indica que el polvo y otros desechos se estaban dispersando rápidamente por todo el joven sistema estelar. Para 2019, la nube que pasó frente a la estrella ya no era visible, pero el sistema contenía el doble de polvo que antes de que Spitzer detectara la nube. Esta información, según los autores del artículo, puede ayudar a los científicos a probar teorías sobre cómo se forman y crecen los planetas terrestres.

“Al observar los discos de escombros polvorientos alrededor de las estrellas jóvenes, podemos mirar atrás en el tiempo y ver los procesos que pueden haber dado forma a nuestro propio sistema solar”, dijo Su. “Al aprender sobre el resultado de las colisiones en estos sistemas, también podemos tener una mejor idea de la frecuencia con la que se forman los planetas rocosos alrededor de otras estrellas”.

Más información sobre Spitzer

Todo el cuerpo de datos científicos recopilados por Spitzer durante su vida está disponible para el público a través del archivo de datos de Spitzer, ubicado en el Infrared Science Archive en IPAC, en Caltech, Pasadena. JPL, que es una división de Caltech, administró las operaciones de la misión Spitzer para la Science Mission Directorate de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Spitzer Science Center, en IPAC, en Caltech. Las operaciones de la nave espacial se gestionaron en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado.

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Edición: R. Castro.

El total de exoplanetas confirmados acaba de superar la marca de los 5000, lo que representa los 30 años de trayectoria de descubrimiento liderada por los telescopios espaciales de la NASA.

Hasta hace no mucho tiempo, vivíamos en un universo en el que conocíamos solo una pequeña cantidad de planetas, todos ellos en órbita alrededor de nuestro Sol. Una nueva serie de descubrimientos ha marcado un hito científico: se ha confirmado que existen más de 5.000 planetas más allá de nuestro sistema solar.

El 21 de marzo, se han añadido un conjunto de 65 exoplanetas al Archivo de Exoplanetas de la NASA. El archivo registra los descubrimientos de exoplanetas que han sido confirmados utilizando múltiples métodos de detección o mediante técnicas analíticas.

Entre los más de 5000 planetas encontrados hasta ahora, hay planetas pequeños y rocosos como la Tierra, gigantes gaseosos muchas veces más grandes que Júpiter y “Júpiter calientes” en órbitas abrasadoramente cercanas alrededor de sus estrellas. Hay “superTierras”, que son posibles planetas rocosos más grandes que el nuestro, y “mini-Neptunos”, versiones más pequeñas del Neptuno de nuestro sistema. Algunos planetas orbitan dos estrellas a la vez y otros orbitan obstinadamente los restos ​​de estrellas colapsadas.

“No es solo un número”, dijo Jessie Christiansen, directora científica del archivo y científica investigadora del Exoplanet Science Institute de la NASA en Caltech, en Pasadena, California. “Cada uno de ellos es un mundo nuevo, un planeta nuevo. Me emociono con cada uno porque no sabemos nada sobre ellos”.

Sabemos que nuestra galaxia contiene probablemente cientos de miles de millones de esos planetas. El ritmo constante del descubrimiento comenzó en 1992 con nuevos y extraños planetas que orbitaban una estrella aún más extraña. Era un tipo de estrella de neutrones conocida como púlsar, un cadáver estelar que gira rápidamente y pulsa con ráfagas de milisegundos de radiación abrasadora. La medición de ligeros cambios en el tiempo de los pulsos permitió a los científicos revelar planetas en órbita alrededor del púlsar.

“Encontrar solo tres planetas alrededor de esta estrella giratoria abrió las compuertas”, dijo Alexander Wolszczan, autor principal del artículo que, hace 30 años, reveló los primeros planetas confirmados fuera de nuestro sistema solar.

“Si puedes encontrar planetas alrededor de una estrella de neutrones, los planetas tienen que estar básicamente en todas partes”, dijo Wolszczan. “El proceso de creación de planetas tiene que ser muy robusto”.

Wolszczan, quien sigue buscando exoplanetas como profesor en Penn State, sostiene que estamos abriendo una era de descubrimiento que irá más allá de simplemente añadir nuevos planetas a la lista. El Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), lanzado en 2018, continúa descubriendo nuevos exoplanetas. Pero pronto, los innovadores telescopios y sus instrumentos altamente sensibles, comenzando con el Telescopio Espacial James Webb lanzado recientemente, capturarán la luz de las atmósferas de los exoplanetas, descifrando qué gases están presentes en ellas para identificar signos reveladores de condiciones habitables.

El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, que se lanzará en 2027, hará nuevos descubrimientos de exoplanetas utilizando una variedad de métodos. La misión ARIEL de la ESA (Agencia Espacial Europea), que se lanzará en 2029, observará atmósferas de exoplanetas; una pieza de tecnología de la NASA a bordo, llamada CASE, ayudará a estudiar las nubes y neblinas de los exoplanetas.

“En mi opinión, es inevitable que encontremos algún tipo de vida en alguna parte, muy probablemente de algún tipo primitivo”, dijo Wolszczan. “La estrecha conexión entre la química de la vida en la Tierra y la química que se encuentra en todo el universo, así como la detección de moléculas orgánicas, sugiere que la detección de la propia vida es solo cuestión de tiempo”.

Cómo encontrar exoplanetas

El primer planeta detectado alrededor de una estrella similar al Sol, en 1995, resultó ser un Júpiter caliente: un gigante gaseoso de, aproximadamente, la mitad de la masa de Júpiter, en una órbita extremadamente cercana (de cuatro días) alrededor de su estrella. Un año en este planeta, en otras palabras, dura solo cuatro días.

Con el tiempo, fueron apareciendo más planetas de este tipo en los datos de los telescopios terrestres una vez que los astrónomos aprendieron a reconocerlos: primero docenas, luego cientos. Se encontraron utilizando el método de “bamboleo”: rastrear ligeros movimientos hacia adelante y hacia atrás de una estrella, causados ​​por tirones gravitacionales de los planetas en órbita. Pero aun así, nada parecía potencialmente habitable.

Encontrar planetas pequeños y rocosos, más parecidos al nuestro, requirió el siguiente gran salto en la tecnología de búsqueda de exoplanetas: el método de “tránsito”. Al astrónomo William Borucki se le ocurrió la idea de conectar detectores de luz extremadamente sensibles a un telescopio y luego lanzarlo al espacio. El telescopio observaría durante años un campo de más de 170.000 estrellas, en busca de las pequeñas caídas en la luz estelar, provocadas cuando un planeta cruza por delante (desde nuestra perspectiva) de una estrella. Esa idea se materializó en el Telescopio Espacial Kepler. Borucki, investigador principal de la misión Kepler, ahora retirado, dice que su lanzamiento en 2009 abrió una nueva ventana al universo. “Tengo una verdadera sensación de satisfacción y realmente de asombro por lo que hay”, dijo. “Ninguno de nosotros esperaba esta enorme variedad de sistemas planetarios y estrellas. Es simplemente increíble.”

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Edición: R. Castro.