mdscc

Los científicos de la misión Parker Solar Probe de la NASA han descubierto nuevas e importantes pistas sobre los orígenes del viento solar, una corriente continua de partículas cargadas, liberadas por el Sol, que llena el sistema solar.

Las observaciones de múltiples observatorios espaciales y terrestres muestran que el viento solar podría ser alimentado en gran medida por chorros a pequeña escala, o “jetlets”, en la base de la corona, la atmósfera superior del Sol. Este hallazgo está ayudando a los científicos a comprender mejor el misterio, desde hace 60 años, de que es lo que calienta y acelera el viento solar.

“Estos nuevos datos nos muestran cómo se pone en marcha el viento solar en su origen”, dijo Nour Raouafi, líder del estudio y científico del proyecto Parker Solar Probe en el ohns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) en Laurel (Maryland). “Puedes ver el flujo del viento solar que se eleva desde pequeños chorros de plasma de un millón de grados por toda la base de la corona. Estos hallazgos tendrán un gran impacto en nuestra comprensión del calentamiento y la aceleración del plasma del viento solar y coronal”.

Estudiar el viento solar es fundamental para nuestra comprensión de nuestro sistema solar y otros en todo el universo, y es el principal objetivo científico de la misión Parker Solar Probe. Hecho de electrones, protones e iones más pesados, el viento solar recorre el sistema solar a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros por hora. Cuando el viento solar interactúa con el campo magnético de la Tierra, puede crear impresionantes auroras, así como interrupciones en los sistemas de comunicaciones y GPS. Con el tiempo, el viento solar y los vientos estelares en otros sistemas solares también pueden afectar a la composición y evolución de las atmósferas planetarias, incluso influyendo en el potencial de habitabilidad de los planetas.

En la Tierra, el viento solar suele ser una brisa constante. Por lo tanto, los científicos han estado buscando una fuente constante en el Sol que pueda alimentar continuamente el viento solar. Sin embargo, los nuevos hallazgos, aceptados para su publicación en el Astrophysical Journal y publicados en ArXiv, muestran que el viento solar podría estar en gran parte energizado y alimentado por chorros individuales que entran en erupción de forma intermitente en la parte inferior de la corona. Aunque cada jetlet es relativamente pequeño, solo unos cientos de kilómetros de largo, su energía y masa colectivas podrían ser suficientes para crear el viento solar.

“Este resultado implica que, esencialmente, todo el viento solar probablemente se libere de manera intermitente, convirtiéndose en un flujo constante de la misma manera que los aplausos individuales en un auditorio se convierten en un rugido constante mientras la audiencia aplaude”, dijo Craig DeForest, físico solar en el Southwest Research Institute en Boulder (Colorado) y coautor del nuevo artículo. “Esto cambia el paradigma de cómo pensamos sobre ciertos aspectos del viento solar”.

Se sabe que los jetlets, que se observaron por primera vez hace más de una década, son causados por un proceso conocido como reconexión magnética, que ocurre cuando las líneas del campo magnético se enredan y se realinean explosivamente. La reconexión es un proceso común en los gases cargados llamados plasmas y se encuentra en todo el universo desde el Sol hasta el espacio cercano a la Tierra y alrededor de los agujeros negros. En la corona solar, la reconexión crea estos chorros de plasma de corta duración que pasan energía y material a la corona superior, que escapa a través del sistema solar como viento solar.

Para estudiar los jetlets y los campos magnéticos, los científicos utilizaron principalmente observaciones del Solar Dynamics Observatory (SDO) y el instrumento Solar Ultraviolet Imager (GOES-R/SUVI) de la serie Geostationary Operational Environmental Satellite-R, así como datos de campos magnéticos de alta resolución del Telescopio Solar Goode en el Observatorio Solar Big Bear (en California). Todo el estudio fue impulsado por un fenómeno observado por primera vez por Parker Solar Probe llamado retroceso: estructuras magnéticas en zig-zag en el viento solar. La combinación de observaciones desde muchos puntos de vista, junto con la alta resolución de esas vistas y las observaciones de cerca de Parker Solar Probe, ayudaron a los científicos a comprender el comportamiento colectivo de los chorros.

“Anteriormente, no pudimos detectar suficientes eventos de este tipo para explicar la cantidad observada de masa y energía que fluye desde el Sol”, dijo Judy Karpen, coautora del artículo y heliofísica en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland). “Pero la resolución mejorada de las observaciones y el procesamiento meticuloso de los datos permitieron los nuevos hallazgos”.

Las observaciones mostraron que los chorros están presentes en la atmósfera solar inferior en todo el Sol. Esto los convierte en un impulsor constante del viento solar, a diferencia de otros fenómenos que aumentan y disminuyen con el ciclo de actividad solar de 11 años, como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal. Además, los científicos calcularon que la energía y la masa producidas por los chorros podrían proporcionar la mayor parte, si no toda, la cantidad de energía y masa observada en el viento solar.

El viento solar fue propuesto por primera vez a fines de la década de 1950 por el científico Eugene Parker, homónimo de la Parker Solar Probe. En 1988, Parker propuso que la corona podría calentarse mediante “nanollamaradas”, pequeñas explosiones en la atmósfera solar. La teoría de Parker finalmente se convirtió en la principal candidata para explicar el calentamiento y la aceleración del viento solar.

“Los pequeños eventos de reconexión que observamos son, en cierto modo, lo que Eugene Parker propuso hace más de tres décadas”, dijo Raouafi. “Estoy convencido de que estamos en el camino correcto para comprender el viento solar y el calentamiento coronal”.

Las observaciones continuas de la Parker Solar Probe y otros instrumentos como el Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere, o PUNCH, y el Telescopio Solar Daniel K. Inouye, ayudarán a los científicos a confirmar si los jetlets son la fuente principal del viento solar.

“Los hallazgos facilitan mucho la explicación de cómo se acelera y calienta el viento solar”, dijo DeForest. “Todavía no hemos terminado con el rompecabezas, pero este es un gran paso adelante para comprender un misterio central de la física solar”.

Parker Solar Probe se desarrolló como parte del programa Living With a Star de la NASA para explorar aspectos del sistema Sol-Tierra que afectan directamente a la vida y a la sociedad. El programa Living With a Star es administrado por el Goddard Space Flight Center de la agencia en Greenbelt (Maryland), para la Science Mission Directorate de la NASA (en Washington). El Johns Hopkins Applied Physics Laboratory diseñó, construyó, administra y opera la nave espacial.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Se han encontrado cientos de agujeros negros previamente ocultos utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Este resultado ayuda a dar a los astrónomos un censo más preciso de los agujeros negros en el universo.

Los agujeros negros de este nuevo estudio son del tipo supermasivo que contienen millones o incluso miles de millones de veces la masa del Sol. Si bien los astrónomos piensan que casi todas las galaxias grandes albergan agujeros negros gigantes en sus centros, solo algunos de los agujeros negros atraerán activamente material que es el proceso que produce radiación, y algunos quedarán “enterrados” bajo el polvo y el gas.

Al combinar datos del Chandra Source Catalog (un archivo público que incluye cientos de miles de fuentes de rayos X detectadas por el observatorio durante sus primeros 15 años) y datos ópticos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un equipo de astrónomos pudo identificar cientos de agujeros negros que previamente habían estado ocultos. Se encuentran en galaxias no identificadas previamente que contienen cuásares, objetos extremadamente brillantes con agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento.

“Los astrónomos ya han identificado una gran cantidad de agujeros negros, pero muchos siguen siendo esquivos”, dijo Dong-Woo Kim del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA), quien dirigió el estudio. “Nuestra investigación ha descubierto una población que faltaba y nos ayudó a comprender cómo se están comportando”.

Durante aproximadamente 40 años, los científicos han estudiado galaxias que parecen normales a la luz óptica, con luz de estrellas y gas, sin las firmas ópticas distintivas de un cuásar, pero que brillan intensamente en rayos X. Se refieren a estos objetos como “galaxias ópticamente normales brillantes de rayos X” o “XBONG”.

Al revisar sistemáticamente el catálogo de fuentes de Chandra y compararlo con los datos ópticos de SDSS, los investigadores identificaron 817 candidatos a XBONG, más de diez veces el número conocido antes de que Chandra estuviera en funcionamiento. Las imágenes nítidas de Chandra, que coinciden con la calidad de las de SDSS, y la gran cantidad de datos en el Catálogo de fuentes de Chandra, hicieron posible detectar tantos candidatos a XBONG. Un estudio adicional reveló que aproximadamente la mitad de estos XBONG representan una población de agujeros negros previamente ocultos.

“Estos resultados muestran cuán poderoso es comparar los tesoros de datos ópticos y de rayos X”, dijo la coautora Amanda Malnati, estudiante de pregrado en Smith College en Northampton (Massachusetts). “El catálogo de fuentes de Chandra es un tesoro en crecimiento que ayudará a los astrónomos a hacer descubrimientos en los años venideros”.

Los rayos X son particularmente útiles para buscar agujeros negros de rápido crecimiento porque el material que gira a su alrededor se sobrecalienta a millones de grados y brilla intensamente en las longitudes de onda de los rayos X. Una envoltura gruesa de gas y polvo que rodea un agujero negro bloqueará la mayor parte o la totalidad de la luz en longitudes de onda ópticas. Sin embargo, los rayos X atraviesan la envoltura mucho más fácilmente, pudiendo Chandra detectarlos.

Después de estudiar la cantidad de rayos X detectados a diferentes energías para cada fuente, el equipo concluyó que aproximadamente la mitad de los candidatos a XBONG involucran fuentes de rayos X que están “enterradas” bajo gas espeso porque se detectaron cantidades relativamente pequeñas de rayos X de baja energía. Dichos rayos X son bloqueados más fácilmente por las capas de gas circundante que por los de mayor energía.

Estas fuentes de rayos X son tan brillantes que casi todas deben provenir del material que rodea los agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento. Los datos del Wide-Field Infrared Survey Explorer de la NASA proporcionan más evidencia de que aproximadamente la mitad de los XBONG están “enterrados”, formando agujeros negros supermasivos. Estos agujeros negros varían en distancias entre 550 millones y 7,8 mil millones de años luz de la Tierra.

“No todos los días puedes decir que descubriste un agujero negro”, dijo la coautora Alyssa Cassity, estudiante de posgrado en la Universidad de Columbia Británica, “así que es muy emocionante darte cuenta de que hemos descubierto cientos de ellos”.

La explicación de los XBONG que no están “enterrados” debajo del gas espeso es menos clara. Alrededor de 100 de las fuentes de rayos X pueden no ser puntos únicos de fuentes de rayos X, sino que aparecen dispersas. Algunos de estos pueden ser galaxias en grupos o cúmulos previamente no identificados, que se sabe que contienen grandes cantidades de gas caliente que emite rayos X. No más del 20% de los XBONG se pueden clasificar de esta manera. El 30% restante puede contener algunos agujeros negros supermasivos ubicados en galaxias donde las señales ópticas de los agujeros negros supermasivos se diluyen con la luz relativamente brillante de las estrellas. Los científicos necesitarán realizar más inverstigación para resolver la verdadera naturaleza de estos XBONG.

Dong-Woo Kim presentó estos resultados en la reunión número 241 de la American Astronomical Society en Seattle, WA.

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla las operaciones científicas desde Cambridge (Massachusetts) y las operaciones de vuelo desde Burlington (Massachusetts).

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Por primera vez, los investigadores usando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, han confirmado un exoplaneta, un planeta que orbita alrededor de otra estrella. Clasificado formalmente como LHS 475 b, el planeta tiene casi exactamente el mismo tamaño que el nuestro, el 99% del diámetro de la Tierra. El equipo de investigación está dirigido por Kevin Stevenson y Jacob Lustig-Yaeger, ambos del Applied Physics Laboratory de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland.

El equipo eligió observar este objetivo con el Webb después de revisar cuidadosamente los objetivos de interés del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, que insinuaba la existencia del planeta. El espectrógrafo de infrarrojo cercano del Webb (NIRSpec) capturó el planeta de manera fácil y clara con solo dos observaciones de tránsito. “No hay duda de que el planeta está ahí. Los datos prístinos del Webb lo validan”, dijo Lustig-Yaeger. “El hecho de que también sea un planeta pequeño y rocoso es impresionante para el observatorio”, añadió Stevenson.

“Estos primeros resultados de observación de un planeta rocoso del tamaño de la Tierra abren la puerta a muchas futuras posibilidades de estudiar atmósferas de planetas rocosos con el Webb”, coincidió Mark Clampin, director de la Astrophysics Division en la sede de la NASA en Washington. “El Webb nos acerca cada vez más a una nueva comprensión de los planetas similares a la Tierra fuera de nuestro sistema solar, y la misión apenas acaba de comenzar”.

Entre todos los telescopios operativos, solo el Webb es capaz de caracterizar las atmósferas de exoplanetas del tamaño de la Tierra. El equipo intentó evaluar qué hay en la atmósfera del planeta analizando su espectro de transmisión. Aunque los datos muestran que se trata de un planeta terrestre del tamaño de la Tierra, aún no saben si tiene atmósfera. “Los datos del observatorio son hermosos”, dijo Erin May, también del Applied Physics Laboratory de la Universidad Johns Hopkins. “El telescopio es tan sensible que puede detectar fácilmente una variedad de moléculas, pero aún no podemos sacar conclusiones definitivas sobre la atmósfera del planeta”.

Aunque el equipo no puede concluir lo que está presente, lo que si pueden decir lo es que no está presente. “Hay algunas atmósferas de tipo terrestre que podemos descartar”, explicó Lustig-Yaeger. “No puede tener una atmósfera espesa dominada por metano, similar a la de la luna Titán de Saturno”.

El equipo también señala que, si bien es posible que el planeta no tenga atmósfera, hay algunas composiciones atmosféricas que no se han descartado, como una atmósfera de dióxido de carbono puro. “En contra de la intuición, una atmósfera 100% de dióxido de carbono es mucho más compacta por lo que se vuelve muy difícil de detectar”, dijo Lustig-Yaeger. Se requieren mediciones aún más precisas para que el equipo distinga una atmósfera de dióxido de carbono puro de ninguna atmósfera. Los investigadores están preparados para obtener más espectros con las próximas observaciones que se llevarán a cabo este verano.

El Webb también reveló que el planeta es unos cientos de grados más cálido que la Tierra, por lo que si se detectan nubes, los investigadores pueden concluir que el planeta se parezca más a Venus, que tiene una atmósfera de dióxido de carbono y está perpetuamente envuelto en gruesas nubes. “Estamos a la vanguardia en el estudio de exoplanetas pequeños y rocosos”, dijo Lustig-Yaeger. “Apenas hemos comenzado a arañar la superficie de cómo podrían ser sus atmósferas”.

Los investigadores también confirmaron que el planeta completa una órbita en solo dos días, información que fue revelada casi instantáneamente por la precisa curva de luz del Webb. Aunque LHS 475 b está más cerca de su estrella que cualquier otro planeta de nuestro sistema solar, su estrella enana roja tiene menos de la mitad de la temperatura del Sol, por lo que los investigadores sostienen que aún podría tener una atmósfera.

Los hallazgos de los investigadores han abierto las posibilidades de identificar planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas enanas rojas más pequeñas. “Esta confirmación de planeta rocoso destaca la precisión de los instrumentos de la misión”, dijo Stevenson. “Y es solo el primero de muchos descubrimientos que hará”. Lustig-Yaeger estuvo de acuerdo. “Con este telescopio, los exoplanetas rocosos son la nueva frontera”.

LHS 475 b está relativamente cerca, a solo 41 años luz de distancia, en la constelación de Octans.

Los resultados del equipo se presentaron en una conferencia de prensa de la American Astronomical Society (AAS), el miércoles, 11 de enero de 2023.

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. El Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, observará exoplanetas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. El Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La región más grande y brillante de formación de estrellas en el Grupo Local de galaxias, incluida la Vía Láctea, se llama 30 Doradus (o, de manera informal, la Nebulosa de la Tarántula). Situada en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia vecina de la Vía Láctea, 30 Doradus ha sido estudiada durante mucho tiempo por astrónomos cuyo objetivo es comprender mejor cómo nacen y evolucionan estrellas como el Sol.

El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha observado con frecuencia 30 Doradus durante la vida útil de la misión, a menudo bajo la dirección de la Dra. Leisa Townsley, quien falleció en el verano de 2022. Estos datos continuarán siendo recopilados y analizados, brindando oportunidades para que científicos ahora y en el futuro puedan aprender más sobre la formación de estrellas y sus procesos relacionados.

Esta nueva imagen compuesta combina los datos de rayos X de las observaciones de Chandra de 30 Doradus con una imagen infrarroja del Telescopio Espacial James Webb de la NASA que se lanzó en el otoño de 2022. Los rayos X (azul real y púrpura) revelan gas que ha sido calentado a millones de grados por ondas de choque, similares a los estampidos sónicos de los aviones, generadas por los vientos de estrellas masivas. Los datos de Chandra también identifican los restos de las explosiones de supernovas, que finalmente enviarán elementos importantes como el oxígeno y el carbono al espacio, donde se convertirán en parte de la próxima generación de estrellas.

Los datos infrarrojos del JWST (rojo, naranja, verde y azul claro) muestran espectaculares bordes- de gas más frío que proporcionan la materia prima para futuras estrellas. La vista de JWST también revela “protoestrellas”, es decir, estrellas en su infancia encendiendo sus motores estelares. La composición química de 30 Doradus es diferente de la mayoría de las nebulosas que se encuentran en la Vía Láctea. En cambio, representa las condiciones que existieron en nuestra galaxia hace varios miles de millones de años cuando las estrellas se formaban a un ritmo mucho más rápido de lo que ven hoy los astrónomos. Esto, combinado con su relativa proximidad y brillo, significa que 30 Doradus brinda a los científicos la oportunidad de aprender más sobre cómo se formaron las estrellas en nuestra galaxia en el pasado lejano.

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla las operaciones científicas desde Cambridge (Massachusetts), y las operaciones de vuelo desde Burlington (Massachusetts).

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. El Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de planetas distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. El Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus colaboradores, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Los aminoácidos forman millones de proteínas que impulsan los engranajes químicos de la vida, incluidas las funciones corporales esenciales en los animales. Debido a la relación de los aminoácidos con los seres vivos, los científicos están ansiosos por comprender los orígenes de estas moléculas. Después de todo, los aminoácidos pueden haber ayudado a generar vida en la Tierra después de haber llegado aquí hace unos 4 mil millones de años mediante pedazos de asteroides o cometas.

Pero si es así, ¿se produjeron aminoácidos dentro de asteroides o cometas? ¿O los ingredientes crudos de la vida vinieron intactos de la nube molecular interestelar de hielo, gas y polvo que formó nuestro sistema solar y muchos otros?

Si los aminoácidos se formaran en nuestro sistema solar, entonces la vida podría ser única aquí. Pero si provinieran de una nube interestelar, estos precursores de la vida también podrían haberse extendido a otros sistemas solares.

Los científicos del Goddard Space Flight Center de la NASA (en Greenbelt, Maryland) buscaron explorar cómo los aminoácidos y las aminas, sus primos químicos, pueden haberse formado simulando una mini evolución cósmica en el laboratorio. Los investigadores hicieron hielos como los que se encuentran en las nubes interestelares, los bombardearon con radiación y luego expusieron el material sobrante, que incluía aminas y aminoácidos, al agua y al calor para replicar las condiciones que habrían experimentado dentro de los asteroides.

“Lo importante es que los componentes básicos de la vida tienen un fuerte vínculo no solo con los procesos en el asteroide, sino también con los de la nube interestelar madre”, dijo Danna Qasim, quien trabajó en este experimento mientras era estudiante posdoctoral en el Goddard de 2020 a 2022. Qasim ahora es científica investigadora en el Southwest Research Institute (en San Antonio) y autora principal de un estudio publicado el 9 de enero en la revista ACS Earth and Space Chemistry.

Para su estudio, Qasim y sus colegas hicieron hielo a partir de moléculas que los telescopios han detectado comúnmente en las nubes interestelares, como agua, metanol, dióxido de carbono y amoníaco. Luego, utilizando un acelerador de partículas Van de Graaff en el Goddard, aplicaron protones de alta energía en los hielos para imitar la radiación cósmica que los hielos habrían experimentado en una nube molecular. El proceso de radiación rompió moléculas simples. Esas moléculas se recombinaron en aminas y aminoácidos más complejos, como la etilamina y la glicina. Los aminoácidos quedaron en residuos pegajosos.

“Esperamos que estos residuos de la nube interestelar se transfieran al disco protoplanetario que crea un sistema solar, incluidos los asteroides”, dijo Qasim.

Luego realizaron las simulaciones de asteroides. Al sumergir los residuos en tubos de agua y calentarlos a diferentes temperaturas y por diferentes tiempos, los científicos replicaron las condiciones dentro de algunos asteroides hace miles de millones de años, llamadas “alteración acuosa”. Posteriormente, analizaron los efectos que estas condiciones cálidas y acuosas tenían en las moléculas.

Descubrieron que los tipos de aminas y aminoácidos creados en los hielos interestelares de laboratorio, y sus proporciones, se mantuvieron constantes independientemente de las condiciones del asteroide. Esto implica que las aminas y los aminoácidos pueden permanecer intactos mientras migran de la nube interestelar a un asteroide. Pero cada molécula reaccionó de manera diferente a las condiciones de cada asteroide dependiendo de cuánto calor aplicaron los investigadores y durante cuánto tiempo. Los niveles de glicina se duplicaron después de 7 días de simulaciones de asteroides, por ejemplo, mientras que los niveles de etilamina apenas fluctuaron.

Muchos otros científicos han creado hielos interestelares y los han llenado de radiación. Al igual que el equipo de Goddard, también descubrieron que este proceso crea aminas y aminoácidos. Pero el conjunto de compuestos producidos en los laboratorios no coincide con el conjunto detectado en los meteoritos. Los meteoritos son piezas de asteroides y, tal vez, cometas que los científicos pueden encontrar en la superficie de la Tierra y trasladar al laboratorio para realizar pruebas.

Qasim y sus colegas querían investigar esta discrepancia, por lo que diseñaron un experimento, el primero en añadir simulaciones de asteroides al experimento del hielo. El proceso comenzó con una idea de Christopher Materese, un científico investigador del Goddard que fue el investigador principal de este proyecto. Materese se preguntó si las condiciones de los asteroides eran el eslabón perdido entre el hielo interestelar hecho en el laboratorio y las composiciones de meteoritos.

“Los experimentos de laboratorio centrados únicamente en la irradiación de hielo no capturan completamente la realidad de la química experimentada por estos compuestos”, dijo Materese. “Entonces, parte del objetivo de este trabajo era ver si podíamos cerrar esa brecha”.

El equipo de investigación aún no lo ha conseguido. Descubrieron que incluso después de simular las condiciones de los asteroides, las aminas y los aminoácidos que producían aún no coincidían con los de los meteoritos.

Esto podría estar sucediendo por una variedad de razones. Una de ellas tiene que ver con la posible contaminación. Debido a que los meteoritos caen a través de la atmósfera de la Tierra y pasan algún tiempo en la superficie antes de ser recogidos, es posible que su composición química cambie y no refleje perfectamente la de los asteroides de los que provienen. Pero los científicos podrán abordar este problema con muestras prístinas del asteroide Bennu, que actualmente están siendo transportadas a la Tierra por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA con fecha de llegada a la superficie de nuestro planeta el 24 de septiembre de 2023. Los científicos también mejorarán sus experimentos con hielo después de que el Telescopio Espacial James Webb de la NASA brinde información detallada sobre los tipos de hielo que forman las nubes moleculares interestelares.

“Aún no hemos llegado al final de este trabajo, todavía tenemos más por hacer”, dijo Materese.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Usando datos del Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA, los científicos han identificado un exoplaneta del tamaño de la Tierra, llamado TOI 700 e, que orbita dentro de la zona de habitabilidad de su estrella, el rango de distancias donde el agua líquida podría estar presente en la superficie de un planeta. El tamaño del planeta es el 95% del de la Tierra y probablemente sea rocoso.

Los astrónomos descubrieron previamente tres planetas en este sistema, llamados TOI 700 b, c y d. El planeta d también orbita en la zona habitable. Pero los científicos necesitaron un año más de observaciones con el TESS para descubrir TOI 700 e.

“Este es uno de los pocos sistemas con múltiples planetas pequeños en zona de habitabilidad que conocemos”, dijo Emily Gilbert, becaria postdoctoral en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA (en el sur de California), quien dirigió el trabajo. “Eso hace que el sistema TOI 700 sea una perspectiva emocionante para un seguimiento adicional. El planeta e es aproximadamente un 10 % más pequeño que el planeta d, por lo que el sistema también muestra cómo las observaciones adicionales de TESS nos ayudan a encontrar planetas cada vez más pequeños”.

Gilbert presentó el resultado en nombre de su equipo en la reunión número 241 de la American Astronomical Society, en Seattle. The Astrophysical Journal Letters aceptó un artículo sobre el planeta recién descubierto.

TOI 700 es una pequeña y fría estrella enana M ubicada a unos 100 años luz de distancia en la constelación austral de Dorado. En 2020, Gilbert y otros anunciaron el descubrimiento del planeta d (del tamaño de la Tierra) en la zona de habitabilidad, que se encuentra en una órbita de 37 días, junto con otros dos planetas.

El planeta más interno, TOI 700 b, tiene aproximadamente el 90% del tamaño de la Tierra y orbita la estrella cada 10 días. TOI 700 c es más de 2,5 veces más grande que la Tierra y completa una órbita cada 16 días. Es probable que los planetas estén bloqueados por mareas, lo que significa que giran solo una vez por órbita, de modo que un lado siempre mira hacia la estrella, al igual que un lado de la Luna siempre apunta hacia la Tierra.

TESS monitorea grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante aproximadamente 27 días. Estas largas observaciones le permiten al satélite rastrear los cambios que se producen en el brillo estelar causados por un planeta que cruza frente a su estrella desde nuestra perspectiva, un evento llamado tránsito. La misión utilizó esta estrategia para observar el cielo del sur a partir de 2018, antes de pasar al cielo del norte. En 2020, regresó al cielo del sur para realizar más observaciones. El año adicional de datos permitió al equipo afinar los tamaños de los planetas, que son aproximadamente un 10% más pequeños que los cálculos iniciales.

“Si la estrella estuviera un poco más cerca o el planeta fuese un poco más grande, podríamos haber detectado TOI 700 e en el primer año de datos de TESS”, dijo Ben Hord, candidato a doctorado en la Universidad de Maryland, College Park, e investigador graduado en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland). “Pero la señal era tan débil que necesitábamos un año adicional de observaciones de tránsito para identificarla”.

TOI 700 e, que también puede estar bloqueado por mareas, tarda 28 días en orbitar su estrella, colocando al planeta e entre los planetas c y d en la llamada zona habitable optimista.

Los científicos definen la zona habitable optimista como el rango de distancias desde una estrella donde el agua superficial líquida podría estar presente en algún momento de la historia de un planeta. Esta área se extiende a ambos lados de la zona habitable conservadora, el rango donde los investigadores suponen que podría existir agua líquida durante la mayor parte de la vida del planeta. TOI 700 d orbita en esta región.

Encontrar otros sistemas con planetas del tamaño de la Tierra en esta región ayuda a los científicos planetarios a aprender más sobre la historia de nuestro propio sistema solar.

“El estudio de seguimiento del sistema TOI 700 con observatorios espaciales y terrestres está en curso”, dijo Gilbert, “y puede arrojar más información sobre este raro sistema”.

“TESS acaba de completar su segundo año de observaciones del cielo del norte”, dijo Allison Youngblood, astrofísica investigadora y científica adjunta del proyecto TESS en Goddard. “Esperamos con interés los otros descubrimientos emocionantes ocultos en el tesoro de datos de la misión”.

TESS es una misión Astrophysics Explorer de la NASA dirigida y operada por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (en Cambridge, Massachusetts), y administrada por el Goddard Space Flight Center de la NASA. Además colaboran: Northrop Grumman, con sede en Falls Church, (Virginia), el Ames Research Center de la NASA (en el Silicon Valley de California), el Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (en Cambridge, Massachusetts), MIT’s Lincoln Laboratory, y el Space Telescope Science Institute (en Baltimore). Más de una docena de universidades, institutos de investigación y observatorios de todo el mundo participan en la misión.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Un nuevo análisis de galaxias distantes fotografiadas por el telescopio espacial James Webb de la NASA muestra que son extremadamente jóvenes y comparten algunas similitudes notables con los “guisantes verdes”, una clase rara de galaxias pequeñas ubicadas en nuestro vecindario cósmico.

“Con las huellas dactilares químicas detalladas de estas primeras galaxias, vemos que incluyen lo que podría ser la galaxia más primitiva identificada hasta ahora. Al mismo tiempo, podemos conectar estas galaxias desde el amanecer del universo con otras similares cercanas, que podemos estudiar con mucho más detalle”, dijo James Rhoads, astrofísico del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland), quien presentó los hallazgos en la reunión 241 de la American Astronomical Society en Seattle.

Un artículo que describe los resultados, dirigido por Rhoads, se publicó el 3 de enero en The Astrophysical Journal Letters.

Las galaxias “guisantes” fueron descubiertas y nombradas en 2009 por voluntarios que participaron en Galaxy Zoo, un proyecto en el que científicos aficionados ayudan a clasificar galaxias en imágenes, comenzando con las del Sloan Digital Sky Survey. Los “guisantes” se destacaron como puntos pequeños, redondos y sin resolver con un tono claramente verde, como consecuencia tanto de los colores asignados a los diferentes filtros en las imágenes compuestas de la observación como de una propiedad de las propias galaxias.

Los colores de la galaxia son inusuales porque una fracción considerable de su luz proviene de nubes de gas que brillan intensamente. Los gases emiten luz en longitudes de onda específicas, a diferencia de las estrellas, que producen un espectro de color continuo similar al del arco iris. Estas galaxias también son bastante compactas, por lo general solo tienen unos 5.000 años luz de diámetro o aproximadamente el 5% del tamaño de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

“Los “guisantes” pueden ser pequeños, pero su actividad de formación de estrellas es inusualmente intensa para su tamaño, por lo que producen luz ultravioleta brillante”, dijo Keunho Kim, investigador postdoctoral en la Universidad de Cincinnati y miembro del equipo de análisis. “Gracias a las imágenes ultravioleta de los “guisantes verdes” del Hubble y la investigación terrestre sobre las primeras galaxias con formación de estrellas, está claro que ambos comparten esta propiedad”.

En julio de 2022, la NASA y sus socios en la misión del Webb lanzaron la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo distante jamás vista, capturando miles de galaxias dentro y detrás de un cúmulo conocido como SMACS 0723. La masa del cúmulo lo convierte en una lente gravitacional, que magnifica y distorsiona la apariencia de las galaxias de fondo. Entre las galaxias más débiles detrás del cúmulo había un trío de objetos infrarrojos compactos que parecían ser parientes lejanos de los “guisantes verdes”. La más distante de estas tres galaxias se amplió unas 10 veces, suponiendo una ayuda significativa apoyando las capacidades sin precedentes del telescopio.

El Webb hizo más que obtener imágenes del cúmulo, su instrumento: Espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) también capturó los espectros de galaxias seleccionadas de la zona. Cuando Rhoads y sus colegas examinaron estas medidas y las corrigieron por el tramo de longitud de onda resultante de la expansión del espacio, vieron que los rasgos característicos emitidos por el oxígeno, el hidrógeno y el neón se alineaban en un parecido sorprendente con los que se ven en los “guisantes” cercanos.

Además, los espectros del Webb permitieron, por primera vez, medir la cantidad de oxígeno en estas galaxias del amanecer cósmico.

A medida que las estrellas producen energía, transmutan elementos más livianos como el hidrógeno y el helio en otros más pesados. Cuando las estrellas explotan o pierden sus capas externas al final de su vida, estos elementos más pesados se incorporan al gas que forma las próximas generaciones estelares y el proceso continúa. A lo largo de la historia cósmica, las estrellas han enriquecido constantemente el universo.

Dos de las galaxias que ha observado el Webb contienen oxígeno en un aproximadamente 20% del nivel de nuestra Vía Láctea. Se asemejan a las típicas “guisantes verdes”, que sin embargo constituyen menos del 0,1% de las galaxias cercanas observadas por el estudio Sloan. La tercera galaxia estudiada es aún más inusual.

“Estamos viendo estos objetos tal como existían hace 13.100 millones de años, cuando el universo tenía aproximadamente el 5% de su edad actual”, dijo el investigador de Goddard, Sangeeta Malhotra. “Y vemos que son galaxias jóvenes en todos los sentidos, llenas de estrellas jóvenes y gas brillante que contiene pocos productos químicos reciclados de estrellas anteriores. De hecho, uno de ellos contiene solo el 2% del oxígeno de una galaxia como la nuestra y podría ser la galaxia químicamente más primitiva identificada hasta ahora”.

NIRSpec fue construido para la ESA (Agencia Espacial Europea) por Airbus Industries. Su conjunto de casi medio millón de microobturadores (puertas diminutas que se pueden abrir o cerrar para dejar pasar o bloquear la luz) le permite capturar espectros de hasta 100 objetos individuales a la vez. La matriz de microobturadores y los subsistemas detectores fueron fabricados por la NASA.

El Telescopio Espacial James Webb, una misión internacional dirigida por la NASA con sus socios la ESA y la CSA (Agencia Espacial Canadiense), es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. NASA Headquarters supervisa la misión para la Science Mission Directorate de la agencia. El Goddard Space Flight Center de la NASA administra el Webb para la agencia y supervisa el trabajo en la misión realizada por el Space Telescope Science Institute, Northrop Grumman y otros socios de la misión. Además de Goddard, varios centros de la NASA contribuyeron al proyecto, incluido el Johnson Space Center de la agencia (en Houston), el Jet Propulsion Laboratory (en el sur de California), el Marshall Space Flight Center (en Huntsville, Alabama), el Ames Research Center (en Silicon Valley, California) y otros.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Los astrónomos que estudian los archivos de observaciones de estallidos cortos de rayos gamma (GRB), han detectado patrones de luz que indican la breve existencia de una estrella de neutrones superpesada, poco antes de colapsar en un agujero negro. Este objeto fugaz y masivo probablemente se formó a partir de la colisión de dos estrellas de neutrones.

“Buscamos estas señales en 700 GRB cortos detectados con el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi y el Observatorio de Rayos Gamma Compton”, explicó Cecilia Chirenti, investigadora de la Universidad de Maryland, College Park (UMCP) y el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland), quienes presentaron los hallazgos en la reunión 241 de la American Astronomical Society en Seattle. “Encontramos estos patrones de rayos gamma en dos ráfagas observadas por Compton a principios de la década de 1990”.

En la revista científica Nature se ha publicado el lunes, 9 de enero, un artículo dirigido por Chirenti, que describe los resultados.

Una estrella de neutrones se forma cuando el núcleo de una estrella masiva se queda sin combustible y colapsa. Esto produce una onda de choque que hace volar el resto de la estrella en una explosión de supernova. Las estrellas de neutrones suelen acumular más masa que nuestro Sol en una bola del tamaño de una ciudad, pero por encima de cierta masa, colapsan en agujeros negros.

Tanto los datos de Compton como las simulaciones informáticas revelaron megaestrellas de neutrones que suponen un 20% más que la estrella de neutrones más masiva y medida con precisión conocida, denominada J0740+6620, que pesa casi 2,1 veces la masa del Sol. Las estrellas de neutrones superpesadas también tienen casi el doble del tamaño de una estrella de neutrones típica.

Las megaestrellas de neutrones giran casi 78.000 veces por minuto, casi el doble de la velocidad de J1748–2446ad, el púlsar más rápido registrado. Esta rápida rotación sostiene brevemente a los objetos contra un mayor colapso, permitiéndoles existir por solo unas décimas de segundo, después de lo cual proceden a formar un agujero negro más rápido que en un abrir y cerrar de ojos.

“Sabemos que los GRB cortos se forman cuando las estrellas de neutrones en órbita chocan entre sí, y sabemos que colapsan en un agujero negro, pero la secuencia precisa de eventos no se comprende bien”, dijo Cole Miller, profesor de astronomía en la UMCP y colega del autor del artículo. “En algún momento, el agujero negro naciente entra en erupción con un chorro de partículas de rápido movimiento que emite un intenso destello de rayos gamma, la forma de luz de mayor energía, y queremos aprender más sobre cómo se desarrolla”.

Los GRB cortos suelen brillar durante menos de dos segundos, pero liberan energía comparable a la que liberan todas las estrellas de nuestra galaxia durante un año. Se pueden detectar a más de mil millones de años luz de distancia. La fusión de estrellas de neutrones también produce ondas gravitacionales, ondas en el espacio-tiempo que pueden ser detectadas por un número creciente de observatorios terrestres.

Las simulaciones por ordenador de estas fusiones muestran que las ondas gravitacionales exhiben un salto repentino en la frecuencia, que supera los 1.000 hercios, a medida que las estrellas de neutrones se unen. Estas señales son demasiado rápidas y débiles para que las detecten los observatorios de ondas gravitacionales existentes. Pero Chirenti y su equipo razonaron que podrían aparecer señales similares en la emisión de rayos gamma de los GRB cortos.

Los astrónomos llaman a estas señales oscilaciones cuasiperiódicas, o QPO para abreviar. A diferencia, por ejemplo, del sonido constante de un diapasón, los QPO pueden estar compuestos por varias frecuencias cercanas que varían o se disipan con el tiempo. Tanto los QPO de rayos gamma como de ondas gravitacionales se originan en la vorágine de materia arremolinada cuando las dos estrellas de neutrones se unen.

Si bien no se materializaron QPO de rayos gamma en las ráfagas de Swift y Fermi, dos GRB cortos registrados por el Burst And Transient Source Experiment (BATSE) de Compton, del 11 de julio de 1991 y del 1 de noviembre de 1993 cumplen con los requisitos.

El área más grande del instrumento BATSE le dio la ventaja para encontrar estos patrones débiles: el parpadeo revelador que indicó la presencia de mega estrellas de neutrones. El equipo califica las probabilidades combinadas de que estas señales ocurran solo por casualidad en menos de 1 en 3 millones.

“Estos resultados son muy importantes ya que sientan las bases para futuras mediciones de estrellas de neutrones hipermasivas por parte de observatorios de ondas gravitacionales”, dijo Chryssa Kouveliotou, presidenta del departamento de física de la Universidad George Washington (en Washington), quien no participó en el trabajo.

Para la década de 2030, los detectores de ondas gravitacionales serán sensibles a las frecuencias de kilohercios, lo que proporcionará nuevos conocimientos sobre la corta vida de las estrellas de neutrones de gran tamaño. Hasta entonces, las observaciones sensibles de rayos gamma y las simulaciones informáticas siguen siendo las únicas herramientas disponibles para explorarlos.

El instrumento BATSE de Compton fue desarrollado en el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville (Alabama), y proporcionó la primera prueba convincente de que los estallidos de rayos gamma ocurrieron mucho más allá de nuestra galaxia. Después de operar durante casi nueve años, el Observatorio de Rayos Gamma de Compton fue desorbitado el 4 de junio de 2000 y destruido cuando ingresaba a la atmósfera terrestre.

Goddard gestiona las misiones Swift y Fermi.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

El Sol emitió una fuerte llamarada solar, alcanzando su punto máximo a las 7:57 p.m. EST del 5 de enero de 2023. El Solar Dynamics Observatory de la NASA, que observa el Sol constantemente, capturó una imagen del evento.

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

Esta llamarada se clasifica como una llamarada X1.2. La clase X denota los destellos más intensos, mientras que el número proporciona más información sobre su fuerza.

Para ver cómo dicho clima espacial puede afectar a la Tierra, visite el Space Weather Prediction Center de la NOAA, la fuente oficial del gobierno de E.E.U.U. para pronósticos, alertas, 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.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Dentro de la Instalación de Procesamiento de Carga Múltiple en el Kennedy Space Center de la NASA (en Florida), ingenieros y técnicos inspeccionan el escudo térmico de la nave espacial Orion de la misión Artemis I.

Orion regresó a Kennedy el 30 de diciembre de 2022, tras amerizar en el Océano Pacífico el 11 de diciembre, después de realizar una misión que condujo a la nave espacial 2,25 millones de kilómetros, viajando más allá de la Luna y de regreso.

En esta foto, los técnicos debajo del módulo de la tripulación examinan de cerca el escudo térmico, que soportó temperaturas cercanas a los 5000 grados Fahrenheit durante el reingreso a través de la atmósfera terrestre. El escudo térmico se quitará de la nave espacial y se llevará a otra instalación para realizar inspecciones más detalladas.

Los equipos también están inspeccionando las ventanas de la cápsula junto con la protección térmica de los paneles de la carcasa trasera que cubren la nave espacial para protegerla de las duras condiciones tanto del espacio como durante el reingreso a alta velocidad y alta temperatura.

En la parte superior de la cápsula se encuentra el sistema de enderezamiento del módulo de tripulación desinflado, que es un grupo de cinco bolsas de aire que mantienen la cápsula con el lado adecuado hacia arriba, después del amerizaje, y que se desinflaron antes de comenzar con el transporte de regreso al Kennedy. Mientras aún se encuentran en el pasillo de transferencia de la instalación, los ingenieros están en el proceso de retirar las cajas de aviónica externas. Los técnicos tomarán muestras de aire dentro de la cápsula antes de reposicionarla en un puesto de servicio que permitirá el acceso al interior. Al abrir la escotilla, los técnicos retirarán las cajas internas de aviónica y las cargas útiles. Después de realizar inspecciones y pruebas detalladas, las cajas de aviónica se reutilizarán para la misión Artemis II.

El retiro del servicio continuará en los próximos meses con la eliminación de los productos peligrosos que permanecen a bordo. Una vez completada, la nave espacial viajará a la Neil A. Armstrong Test Facility de la NASA para realizar pruebas de vibración acústica y otras pruebas ambientales.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.