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Los científicos han completado el estudio más largo jamás realizado sobre el seguimiento de las temperaturas en la troposfera superior de Júpiter, la capa de la atmósfera donde se produce el clima del planeta gigante y donde se forman sus características nubes de rayas de colores. El trabajo, realizado durante cuatro décadas, obtenido al unir datos naves espaciales de la NASA y observaciones de telescopios terrestres, encontró patrones inesperados en cómo las temperaturas de los cinturones y zonas de Júpiter cambian con el tiempo. El estudio es un paso importante en el conocimiento de lo que impulsa el clima en el planeta más grande de nuestro sistema solar y, finalmente, poder pronosticarlo.

La troposfera de Júpiter tiene mucho en común con la de la Tierra: es donde se forman las nubes y se agitan las tormentas. Para comprender esta actividad climática, los científicos deben estudiar ciertas propiedades, como el viento, la presión, la humedad y la temperatura. Sabían desde las misiones Pioneer 10 y 11 de la NASA, en la década de 1970 que, en general, las temperaturas más frías están asociadas con las bandas más claras y blancas de Júpiter (conocidas como zonas), mientras que las bandas marrón-rojizas más oscuras (conocidas como cinturones) son ubicaciones de temperaturas más cálidas.

Pero no había suficientes conjuntos de datos para comprender cómo varían las temperaturas a largo plazo. La nueva investigación, publicada el 19 de diciembre en Nature Astronomy, abre nuevos caminos al estudiar imágenes del brillante resplandor infrarrojo (invisible para el ojo humano) que se eleva desde las regiones más cálidas de la atmósfera, midiendo directamente las temperaturas de Júpiter por encima de las coloridas nubes. Los científicos recopilaron estas imágenes a intervalos regulares en tres de las órbitas de Júpiter alrededor del Sol, cada una de las cuales dura 12 años terrestres.

En el proceso, descubrieron que las temperaturas de Júpiter suben y bajan siguiendo períodos definidos que no están vinculados a las estaciones ni a ningún otro ciclo que los científicos conozcan. Debido a que Júpiter tiene estaciones débiles (el planeta está inclinado sobre su eje solo 3 grados, en comparación con los alegres 23,5 grados de la Tierra), los científicos no esperaban encontrar temperaturas en Júpiter que variaran en ciclos tan regulares.

El estudio también reveló una conexión misteriosa en los cambios de temperatura entre regiones separadas por miles de kilómetros: a medida que las temperaturas subieron en latitudes específicas en el hemisferio norte, bajaron en las mismas latitudes en el hemisferio sur, como una imagen especular a través del ecuador.

“Eso fue lo más sorprendente de todo”, dijo Glenn Orton, científico investigador principal del Jet Propulsion Laboratory de la NASA y autor principal del estudio. “Encontramos una conexión entre cómo variaban las temperaturas en latitudes muy distantes. Es similar a un fenómeno que vemos en la Tierra, donde los patrones meteorológicos y climáticos en una región pueden tener una influencia notable en el clima en otros lugares, con patrones de variabilidad aparentemente ‘teleconectados’ a través de grandes distancias a través de la atmósfera”.

El próximo desafío es descubrir qué causa estos cambios cíclicos y aparentemente sincronizados.

“Hemos resuelto una parte del rompecabezas ahora, que es que la atmósfera muestra estos ciclos naturales”, dijo el coautor Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester, en Inglaterra. “Para comprender qué impulsa estos patrones y por qué ocurren en estas escalas de tiempo particulares, debemos explorar tanto por encima como por debajo de las capas de nubes”.

Una posible explicación se hizo evidente en el ecuador: los autores del estudio encontraron que las variaciones de temperatura más arriba, en la estratosfera, parecían subir y bajar en un patrón opuesto al comportamiento de las temperaturas en la troposfera, lo que sugiere que los cambios en la estratosfera influyen en los cambios en la troposfera y viceversa.

Décadas de observaciones

Orton y sus colegas comenzaron el estudio en 1978. Durante la duración de su investigación, escribieron propuestas varias veces al año para ganar tiempo de observación en tres grandes telescopios de todo el mundo: el Very Large Telescope en Chile y el Infrared Telescope Facility de la NASA, y el Telescopio Subaru en los Observatorios de Maunakea en Hawái.

Durante las primeras dos décadas del estudio, Orton y sus compañeros de equipo se turnaron para viajar a esos observatorios, reuniendo la información sobre las temperaturas que les permitiría conectar los puntos. (A principios de la década de 2000, parte del trabajo del telescopio se podía realizar de forma remota).

Luego vino la parte difícil: combinar varios años de observaciones de varios telescopios e instrumentos científicos para buscar patrones. Junto a estos científicos veteranos en su estudio de larga duración había varios pasantes de pregrado, ninguno de los cuales había nacido cuando comenzó el estudio. Son estudiantes de Caltech en Pasadena (California); Cal Poly Pomona en Pomona (California); la Universidad Estatal de Ohio en Columbus (Ohio); y Wellesley College en Wellesley (Massachusetts).

Los científicos esperan que el estudio les ayude a predecir el clima en Júpiter, ahora que tienen un compendio de datos más detallado del mismo. La investigación podría contribuir al modelado climático, con simulaciones informáticas de los ciclos de temperatura y cómo afectan el clima, no solo para Júpiter, sino para todos los planetas gigantes de nuestro sistema solar y más allá.

“Medir estos cambios de temperatura y períodos a lo largo del tiempo es un paso para tener un pronóstico meteorológico completo de Júpiter, si podemos conectar la causa y el efecto en la atmósfera de Júpiter”, dijo Fletcher. “Y la pregunta aún más amplia es si algún día podemos extender esto a otros planetas gigantes para ver si aparecen patrones similares”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Los 10 tubos de muestra que se dejan en la superficie de Marte para que puedan ser trasladados a la Tierra y estudiarlos en el futuro, contienen una asombrosa diversidad geológica del Planeta Rojo.

En los próximos días, se espera que el rover Perseverance de la NASA comience a construir el primer depósito de muestras en otro planeta. Esto marcará un hito crucial en el programa de devolución de muestras de Marte de la NASA-ESA (Agencia Espacial Europea), cuyo objetivo es traer muestras de Marte a la Tierra para un estudio más detallado.

El proceso de construcción del depósito comienza cuando el rover deja caer uno de sus tubos de muestra de titanio, que lleva un núcleo de roca del tamaño de una tiza, desde su vientre a 88,8 centímetros del suelo en un área dentro del cráter Jezero apodada “Three Forks”. En el transcurso de aproximadamente 30 días, Perseverance depositará un total de 10 tubos.

El rover ha estado tomando un par de muestras de cada uno de sus objetivos rocosos. La mitad de cada par se depositará en Three Forks, como conjunto de respaldo, y la otra mitad permanecerá dentro de Perseverance, que será el medio principal para transportar las muestras recolectadas al vehículo de lanzamiento de Marte como parte del programa.

“Las muestras para este depósito, y los duplicados que se encuentran a bordo de Perseverance, son un conjunto increíble representativo del área explorada durante la misión principal”, dijo Meenakshi Wadhwa, científico principal del programa Mars Sample Return de la Universidad Estatal de Arizona. “No solo tenemos rocas ígneas y sedimentarias que registran al menos dos y posiblemente cuatro o incluso más estilos distintos de alteración acuosa, sino también regolito, atmósfera y un tubo testigo“.

Cómo construir un depósito

Uno de los primeros requisitos para construir un depósito de muestras en Marte es encontrar un tramo de terreno nivelado y sin rocas, en el cráter Jezero, donde haya espacio para depositar cada tubo.

“Hasta ahora, las misiones a Marte requerían solo una buena zona de aterrizaje; necesitamos 11”, dijo Richard Cook, gerente del programa Mars Sample Return en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en el sur de California. “El primero es para el Sample Retrieval Lander, pero luego necesitamos 10 más en las cercanías para que nuestros Sample Recovery Helicopters realicen despegues y aterrizajes, y se desplacen también”.

Después de establecerse en un sitio adecuado, la siguiente tarea del programa fue averiguar exactamente dónde y cómo desplegar los tubos, dentro de esa ubicación. “No puedes simplemente dejarlos caer en una gran pila porque los helicópteros de recuperación están diseñados para interactuar con solo un tubo a la vez”, dijo Cook. Los helicópteros están destinados a servir como respaldo, al igual que el depósito. Para garantizar que un helicóptero pueda recuperar muestras sin perturbar el resto del depósito o encontrar obstrucciones por rocas u ondulaciones ocasionales, cada ubicación depósito de tubos tendrá un “área de operación” de al menos 5,5 metros de diámetro. Con ese fin, los tubos se depositarán en la superficie en un intrincado patrón en zigzag, con cada muestra a una distancia de 5 a 15 metros entre sí.

El éxito del depósito dependerá de la colocación precisa de los tubos, un proceso que llevará más de un mes. Antes y después de que Perseverance suelte cada tubo, los controladores de la misión revisarán una multitud de imágenes del rover. Esta evaluación también le dará al equipo del Mars Sample Return los datos precisos necesarios para ubicar los tubos en caso de que las muestras se cubran de polvo o arena antes de recolectarlas.

Misión extendida de Perseverance

La misión principal de Perseverance concluirá el 6 de enero de 2023, un año en Marte (alrededor de 687 días terrestres) después de su aterrizaje el 18 de febrero de 2021.

“Seguiremos trabajando en el despliegue del depósito de muestra cuando comience nuestra misión extendida el 7 de enero, por lo que nada cambia desde esa perspectiva”, dijo Art Thompson, gerente de proyectos de Perseverance en el JPL. “Sin embargo, una vez que la mesa esté puesta en Three Forks, nos dirigiremos a la parte superior del delta. El equipo científico quiere echar un buen vistazo allí arriba.

Llamada Delta Top Campaign, esta nueva fase científica comenzará cuando Perseverance termine su ascenso por el empinado terraplén del delta y llegue a la extensión que forma la superficie superior del delta de Jezero, probablemente en algún momento de febrero. Durante esta campaña de aproximadamente ocho meses, el equipo científico buscará rocas y otros materiales que fueron transportados desde cualquier otro lugar de Marte y depositados por el antiguo río que formó este delta.

“La Delta Top Campaign es nuestra oportunidad de echar un vistazo al proceso geológico más allá de las paredes del cráter Jezero”, dijo Katie Stack Morgan, científica adjunta del proyecto de Perseverance, del JPL. “Hace miles de millones de años, un río embravecido transportó escombros y rocas desde kilómetros más allá de los muros de Jezero. Vamos a explorar estos antiguos depósitos fluviales y obtener muestras de sus cantos rodados y rocas de largo recorrido”.

Más información sobre Mars 2020

Un objetivo clave para la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluido el almacenamiento de muestras que pueden contener signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolito marcianos.

Las misiones posteriores de la NASA, en cooperación con la ESA, enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y traerlas a la Tierra para un análisis en profundidad.

La misión Mars 2020 Perseverance es parte del enfoque de exploración de la Luna a Marte de la NASA, que incluye misiones Artemis a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.

JPL, que Caltech administra para la NASA, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.

Más información sobre la Mars Sample Return Campaign

La Mars Sample Return Campaign de NASA-ESA revolucionará la comprensión de Marte al traer muestras seleccionadas científicamente a la Tierra para su estudio utilizando los instrumentos más sofisticados del mundo. La campaña cumpliría con un objetivo de exploración del sistema solar, una alta prioridad desde la década de 1970 y en los últimos tres Planetary Decadal Surveys de la National Academy of Sciences.

Esta asociación estratégica de la NASA y la ESA será la primera misión en traer muestras de otro planeta y el primer lanzamiento desde la superficie de otro planeta. Se cree que las muestras recolectadas por Perseverance durante su exploración de un antiguo delta de un río presentan la mejor oportunidad para revelar la evolución temprana de Marte, incluido el potencial para la vida. Al comprender mejor la historia de Marte, mejoraríamos nuestra comprensión de todos los planetas rocosos del sistema solar, incluida la Tierra.

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Edición: R. Castro.

El BioSentinel de la NASA ha llevado organismos vivos a una distancia de la Tierra de más de un millón y medio de kilómetros. A bordo del CubeSat del tamaño de una caja de zapatos, hay microorganismos en forma de levadura, la misma levadura con la que se hace el pan o se elabora la cerveza. El 5 de diciembre, BioSentinel estaba a 1.055.295 kilómteros de la Tierra cuando el equipo de BioSentinel del Ames Research Center de la NASA, en Silicon Valley  (California), envió comandos a la nave espacial para iniciar el experimento del primer estudio de biología de larga duración en el espacio profundo. Los científicos ahora pueden ver cómo los organismos vivos responden a la radiación del espacio profundo.

Las misiones de Artemis a la Luna prepararán a los humanos para viajar en misiones cada vez más largas y de mayor duración a destinos como Marte. Debido a que las células de levadura tienen mecanismos biológicos similares a los de las células humanas, incluido el daño y la reparación del ADN, estudiar la levadura en el espacio nos ayudará a comprender mejor los riesgos de la radiación espacial a los que se pueden enfrentar los humanos y otros organismos biológicos. Los resultados científicos de BioSentinel aportarán información muy importante sobre los riesgos para la salud en el espacio profundo que plantea la radiación espacial.

BioSentinel, que se lanzó a bordo de Artemis I, está en órbita alrededor del Sol, ubicado más allá del campo magnético protector de la Tierra. Allí, el CubeSat realizará una serie de experimentos durante los próximos cinco o seis meses.

Con la herramienta de visualización “Eyes on the Solar System” de la NASA, un modelo digital del sistema solar, se puede observar en tiempo real nuestro sistema solar ya que se ejecuta con datos reales. Las posiciones de los planetas, lunas y naves espaciales, incluido BioSentinel, se muestran en cada momento.

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Edición: R. Castro.

Los astrónomos han realizado el estudio más extenso hasta el momento sobre cuán magnéticamente activas son las estrellas cuando son jóvenes. Esto les da a los científicos una ventana a cómo los rayos X de estrellas como el Sol, pero miles de millones de años más jóvenes, podrían evaporar parcial o completamente las atmósferas de los planetas que las orbitan.

Muchas estrellas comienzan su vida en “cúmulos abiertos“, grupos de estrellas poco compactos que cuentan con hasta unos pocos miles de miembros, todos formados aproximadamente al mismo tiempo. Esto hace que los cúmulos abiertos sean valiosos para los astrónomos que investigan la evolución de estrellas y planetas, porque permiten el estudio de muchas estrellas de edades similares forjadas en el mismo entorno.

Un equipo de astrónomos dirigido por Konstantin Getman, de la Universidad Estatal de Pensilvania, estudió una muestra de más de 6.000 estrellas en 10 cúmulos abiertos diferentes con edades de entre 7 y 25 millones de años. Uno de los objetivos de este estudio era aprender cómo cambian los niveles de actividad magnética de estrellas como nuestro Sol durante las primeras decenas de millones de años tras su formación. Getman y sus colegas utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para este estudio porque las estrellas que tienen más actividad vinculada a los campos magnéticos son más brillantes en los rayos X.

Esta imagen compuesta muestra uno de esos cúmulos, NGC 3293, que tiene 11 millones de años y se encuentra a unos 8.300 años luz de la Tierra en nuestra galaxia, la Vía Láctea. La imagen contiene rayos X de Chandra (púrpura), así como datos infrarrojos del Observatorio Espacial Herschel de la ESA (rojo), datos infrarrojos de longitud de onda más larga del Telescopio Espacial Spitzer (ya retirado) de la NASA (azul y blanco) y datos ópticos del Telescopio de 2,2 metros MPG/ESO en el Observatorio La Silla, en Chile, que aparece en rojo, blanco y azul.

Los investigadores combinaron los datos de Chandra de la actividad de las estrellas con los datos del satélite Gaia de la ESA, que no se muestran en la nueva imagen compuesta, para determinar qué estrellas están en los cúmulos abiertos y cuáles están en primer o en segundo plano. El equipo identificó a casi mil miembros del grupo.

Combinaron sus resultados para los cúmulos abiertos con estudios de Chandra publicados anteriormente de estrellas de tan solo 500.000 años. El equipo descubrió que el brillo de rayos X de las estrellas jóvenes similares al Sol es aproximadamente constante durante los primeros millones de años y luego se desvanece entre los 7 y los 25 millones de años. Esta disminución ocurre más rápidamente en las estrellas más masivas.

Para explicar esta disminución de la actividad, el equipo de Getman utilizó la comprensión de los astrónomos sobre el interior del Sol y las estrellas similares al Sol. Los campos magnéticos en tales estrellas son generados por una dínamo, un proceso que involucra la rotación de la estrella así como la convección, el ascenso y descenso del gas caliente en el interior de la estrella.

Alrededor de la edad de NGC 3293, las dínamos de las estrellas similares al Sol se vuelven mucho menos eficientes porque sus zonas de convección se vuelven más pequeñas a medida que envejecen. Para estrellas con masas más pequeñas que la del Sol, este es un proceso relativamente gradual. Para estrellas más masivas, una dínamo se apaga porque desaparece la zona de convección de las estrellas.

La actividad de una estrella afecta directamente a los procesos de formación de planetas en el disco de gas y polvo que rodea a todas las estrellas incipientes. Las estrellas jóvenes más bulliciosas y magnéticamente activas, borran rápidamente sus discos, deteniendo el crecimiento de los planetas.

Esta actividad, medida en rayos X, también afecta a la habitabilidad potencial de los planetas que emergen tras la desaparición del disco. Si una estrella es extremadamente activa, como ocurre con muchas estrellas NGC 3293 en los datos de Chandra, los científicos predicen que barrerá los planetas en su sistema con rayos X energéticos y luz ultravioleta. En algunos casos, este aluvión de alta energía podría causar que un planeta rocoso del tamaño de la Tierra pierda gran parte de su atmósfera rica en hidrógeno original a través de la evaporación, en de unos pocos millones de años. También podría eliminar una atmósfera rica en dióxido de carbono que se formara más tarde, a menos que esté protegida por un campo magnético. Nuestro planeta posee su propio campo magnético que impidió tal resultado para la Tierra.

Un artículo que describe estos resultados se publicó en la edición de agosto de The Astrophysical Journal y está disponible online. Los coautores del artículo son Eric D. Feigelson y Patrick S. Broos de Penn State University, Gordon P. Garmire del Huntingdon Institute for X-ray Astronomy, Michael A. Kuhn de la Universidad de Hertsfordshire, Thomas Preibisch de Ludwig-Maximilians- Universitat y Vladimir S. Airapetian del Goddard Space Flight Center de la NASA.

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).

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Edición: R. Castro.

Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Montreal encontró evidencia de que dos exoplanetas que orbitan alrededor de una estrella enana roja son “planetas de agua”, donde el agua constituye una gran fracción de todo el planeta. Estos planetas, ubicados en un sistema planetario a 218 años luz de distancia en la constelación de Lyra, no se parecen a ningún planeta que se encuentre en nuestro sistema solar.

El equipo, dirigido por Caroline Piaulet del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas, en la Universidad de Montreal, ha publicado un estudio detallado de este sistema planetario, conocido como Kepler-138, en la revista Nature Astronomy.

Piaulet y sus colegas observaron los exoplanetas Kepler-138 c y Kepler-138 d con los telescopios de la NASA: el Hubble y el ya retirado Spitzer, y descubrieron que los planetas podrían estar compuestos en gran parte por agua. Estos dos planetas y un compañero planetario más pequeño más cercano a la estrella, Kepler-138 b, fueron descubiertos previamente por el Telescopio Espacial Kepler de la NASA. El nuevo estudio también encontró evidencia de un cuarto planeta.

No se detectó agua directamente en Kepler-138 c y d, pero al comparar los tamaños y masas de los planetas con los modelos, los astrónomos concluyen que una fracción significativa de su volumen, hasta la mitad, debería estar hecha de materiales más ligeros que la roca pero más pesados que el hidrógeno o el helio (que constituyen la mayor parte de los planetas gigantes gaseosos como Júpiter). El más común de estos materiales candidatos es el agua.

“Anteriormente pensábamos que los planetas que eran un poco más grandes que la Tierra eran grandes bolas de metal y roca, como versiones ampliadas de la Tierra, y es por eso que los llamamos súper-Tierras”, explicó Björn Benneke, coautor del estudio y profesor de astrofísica en la Universidad de Montreal. “Sin embargo, ahora hemos demostrado que estos dos planetas, Kepler-138 c y d, son de naturaleza bastante diferente y que una gran fracción de su volumen total probablemente esté compuesta de agua. Es la mejor evidencia hasta ahora de los planetas acuáticos, un tipo de planeta que fue teorizado por los astrónomos durante mucho tiempo”.

Con volúmenes de más de tres veces el de la Tierra y masas del doble, los planetas c y d tienen densidades mucho más bajas que la Tierra. Esto es sorprendente porque la mayoría de los planetas apenas un poco más grandes que la Tierra que se han estudiado en detalle hasta ahora, parecían ser planetas rocosos como el nuestro. La comparación más cercana, dicen los investigadores, sería algunas de las lunas heladas en el sistema solar exterior que también están compuestas en gran parte por agua que rodea un núcleo rocoso.

“Imagínese versiones más grandes de Europa o Encelado, las lunas ricas en agua que orbitan alrededor de Júpiter y Saturno, pero que se acercan mucho más a su estrella”, explicó Piaulet. “En lugar de una superficie helada, albergarían grandes envolturas de vapor de agua”.

Los investigadores advierten que es posible que los planetas no tengan océanos como los de la Tierra directamente en la superficie del planeta. “La temperatura en la atmósfera de Kepler-138 d probablemente esté por encima del punto de ebullición del agua, y esperamos una atmósfera espesa y densa hecha de vapor en este planeta. Solo debajo de esa atmósfera de vapor podría haber agua líquida a alta presión, o incluso agua en otra fase que ocurre a altas presiones, llamada fluido supercrítico”, dijo Piaulet.

En 2014, los datos del telescopio espacial Kepler de la NASA permitieron a los astrónomos anunciar la detección de tres planetas que orbitan alrededor de Kepler-138. Esto se basó en una caída medible en la luz de las estrellas cuando el planeta pasó momentáneamente frente a su estrella (tránsito).

Benneke y su colega Diana Dragomir, de la Universidad de Nuevo México, tuvieron la idea de volver a observar el sistema planetario con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer entre 2014 y 2016 para captar más tránsitos de Kepler-138 d, el tercer planeta del sistema, para estudiar su atmósfera.

Un nuevo exoplaneta en el sistema

Los dos planetas acuáticos posibles, Kepler-138 c y d, no están ubicados en la zona habitable, el área alrededor de una estrella donde las temperaturas permitirían agua líquida en la superficie de un planeta rocoso. Pero en los datos del Hubble y Spitzer, los investigadores también encontraron evidencia de un nuevo planeta en el sistema, Kepler-138 e, en la zona habitable.

Este planeta recién descubierto es pequeño y está más lejos de su estrella que los otros tres, y tarda 38 días en completar una órbita. Sin embargo, la naturaleza de este planeta sigue siendo una pregunta abierta porque no parece transitar a su estrella anfitriona. La observación del tránsito del exoplaneta habría permitido a los astrónomos determinar su tamaño.

Con Kepler-138 e ahora en la imagen, las masas de los planetas previamente conocidos se midieron nuevamente a través del método de variación de tiempo de tránsito, que consiste en rastrear pequeñas variaciones en los momentos precisos de los tránsitos de los planetas frente a su estrella, causada por la atracción gravitacional de otros planetas cercanos.

Los investigadores tuvieron otra sorpresa: descubrieron que los dos planetas acuáticos Kepler-138 c y d son planetas “gemelos”, con prácticamente el mismo tamaño y masa, mientras que antes se pensaba que eran drásticamente diferentes. Por otro lado, se confirma que el planeta más cercano, Kepler-138 b, es un pequeño planeta con la masa de Marte, uno de los exoplanetas más pequeños conocidos hasta la fecha.

“A medida que nuestros instrumentos y técnicas se vuelven lo suficientemente sensibles para encontrar y estudiar planetas que están más lejos de sus estrellas, podemos comenzar a encontrar muchos más de estos planetas acuáticos”, concluyó Benneke.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA. 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. El STScI es operado para la NASA por la Association of Universities for Research in Astronomy, en Washington, D.C.

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Edición: R. Castro.

Desde que la nave espacial Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA se estrelló intencionalmente contra la pequeña luna del asteroide Dimorphos el 26 de septiembre, alterando su órbita en 33 minutos, el equipo de investigación ha estado estudiando las implicaciones de cómo esta técnica de defensa planetaria podría usarse en el futuro, si fuese necesario en algún momento.

Se ha realizado un análisis más detallado de la “erupción”, las muchas toneladas de roca asteroidal desplazadas y lanzadas al espacio por el impacto.

Las observaciones de esa eyección en evolución le han dado al equipo de investigación una mejor comprensión de lo que logró la nave espacial DART en el lugar del impacto. Los miembros del equipo de DART brindaron una interpretación preliminar de sus hallazgos durante la reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense, el jueves 15 de diciembre, en Chicago.

“Todo lo que podemos aprender de la misión DART es parte del trabajo global de la NASA para conocer a los asteroides y otros cuerpos pequeños en nuestro Sistema Solar”, dijo Tom Statler, científico del programa DART en la sede de la NASA en Washington, y uno de los presentadores en la sesión informativa. “Impactar al asteroide fue solo el comienzo. Ahora usamos las observaciones para estudiar de qué están hechos estos cuerpos y cómo se formaron, así como también para saber cómo defender nuestro planeta en caso de que un asteroide se dirija hacia nosotros”.

Un elemento central de este trabajo son los análisis detallados de ciencia e ingeniería de los datos posteriores al impacto, la primera demostración de tecnología de defensa planetaria del mundo. En las semanas posteriores al impacto, los científicos centraron su atención en medir la transferencia de impulso de la colisión, de aproximadamente 22.530 km/h de DART contra su asteroide objetivo.

Los científicos estiman que el impacto de DART desplazó un millón de kilogramos de roca polvorienta al espacio, lo suficiente como para llenar seis o siete vagones de tren. El equipo está utilizando esos datos, así como nueva información sobre la composición de la pequeña  luna del asteroide y las características de la eyección, gracias a las observaciones del telescopio y de las imágenes del LICIACube de DART, aportado por el Agencia Espacial Italiana (ASI) para saber cuánto movió el asteroide el impacto inicial de DART y cuánto provino del retroceso.

“Sabemos que el experimento inicial funcionó. Ahora podemos comenzar a aplicar este conocimiento”, dijo Andy Rivkin, codirector del equipo de investigación de DART en el Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL). “Estudiar la eyección producida en el impacto cinético, todo derivado de Dimorphos, es una forma clave de obtener más información sobre la naturaleza de su superficie”.

Las observaciones antes y después del impacto revelan que Dimorphos y su asteroide progenitor más grande, Didymos, tienen una composición similar y están compuestos del mismo material, material que se ha relacionado con condritas ordinarias, similar al tipo de meteorito más común que impacta la Tierra. Estas mediciones también aprovecharon la eyección de Dimorphos, que dominó la luz reflejada del sistema en los días posteriores al impacto. Incluso ahora, las imágenes del telescopio del sistema Didymos muestran cómo la presión de la radiación solar ha estirado la corriente de eyección en una cola similar a la de un cometa de decenas de miles de kilómetros de longitud.

Juntando esas piezas, y asumiendo que Didymos y Dimorphos tienen las mismas densidades, el equipo calcula que el impulso transferido cuando DART impactó a Dimorphos fue aproximadamente 3,6 veces mayor que si el asteroide simplemente hubiera absorbido la nave espacial y no hubiera producido ninguna eyección, lo que indica que la eyección contribuyó a mover el asteroide más que la nave espacial.

Predecir con precisión la transferencia de impulso es fundamental para planificar una futura misión de impacto cinético, si alguna vez se necesita, así como la determinación del tamaño de la nave espacial impactadora y la estimación del tiempo de anticipación necesario para garantizar que una pequeña desviación mueva un asteroide potencialmente peligroso de su trayectoria.

“La transferencia de impulso es una de las cosas más importantes que podemos medir, porque es información que necesitaríamos para desarrollar una misión impactadora para desviar un asteroide amenazante”, dijo Andy Cheng, líder del equipo de investigación de DART en el Johns Hopkins APL. “Comprender cómo el impacto de una nave espacial cambiará el impulso de un asteroide es clave para diseñar una estrategia de mitigación para un escenario de defensa planetaria”.

Ni Dimorphos ni Didymos han representado ningún peligro para la Tierra antes o después de la colisión controlada de DART con Dimorphos.

Johns Hopkins APL construyó y operó la nave espacial DART y administra la misión DART para la Planetary Defense Coordination Office de la NASA como un proyecto de la Planetary Missions Program Office de la agencia.

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Edición: R. Castro.

Los científicos que han analizado en profundidad una de las primeras icónicas imágenes del Webb descubrieron docenas de chorros energéticos y emisiones de estrellas jóvenes previamente ocultas por nubes de polvo. El descubrimiento marca el comienzo de una nueva era de investigación sobre cómo se forman estrellas como nuestro Sol y cómo la radiación de las estrellas masivas cercanas podría afectar al desarrollo de los planetas.

Los Acantilados Cósmicos, una región en el borde de una gigantesca cavidad gaseosa dentro del cúmulo estelar NGC 3324, ha intrigado durante mucho tiempo a los astrónomos, considerándolo un semillero para la formación estelar. Si bien el Telescopio Espacial Hubble los estudió bien, muchos detalles de la formación estelar en NGC 3324 permanecen ocultos en las longitudes de onda de la luz visible. El Webb está perfectamente preparado para descubrir estos detalles tan buscados, ya que está diseñado para detectar chorros y flujos de salida que se pueden percibir solo en el infrarrojo a alta resolución. Las capacidades del Webb también permiten a los investigadores rastrear el movimiento de otras características capturadas previamente por Hubble.

Recientemente, mediante el análisis de datos de una longitud de onda específica de luz infrarroja (4,7 micrones), los astrónomos descubrieron dos docenas de flujos de emisión previamente desconocidos de estrellas extremadamente jóvenes, revelados por hidrógeno molecular. Las observaciones del Webb descubrieron una serie de objetos que van desde pequeñas fuentes hasta gigantes burbujeantes que se extienden a años luz de las estrellas en formación. Muchas de estas protoestrellas están preparadas para convertirse en estrellas de baja masa, como nuestro Sol.

“Lo que nos da el Webb es una instantánea en el tiempo para ver cuánta formación de estrellas está ocurriendo en lo que puede ser un rincón típico del universo que no hemos podido ver antes”, dijo la astrónoma Megan Reiter de la Universidad Rice, en Houston (Texas) quien dirigió el estudio.

El hidrógeno molecular es un ingrediente vital para crear nuevas estrellas y un excelente marcador de las primeras etapas de su formación. A medida que las estrellas jóvenes acumulan material del gas y el polvo que las rodean, la mayoría también expulsa una fracción de ese material desde sus regiones polares en chorros y flujos de salida. Estos chorros luego actúan como un quitanieves, arrasando el entorno circundante. En las observaciones de Webb está visible el hidrógeno molecular que es arrastrado y excitado por estos chorros.

“Los chorros como estos son indicadores de la parte más emocionante del proceso de formación estelar. Solo los vemos durante un breve período de tiempo cuando la protoestrella  acreta activamente”, explicó el coautor Nathan Smith de la Universidad de Arizona en Tucson.

Los estudios anteriores de chorros y flujos de salida observaron principalmente regiones cercanas y objetos más evolucionados que ya son detectables en las longitudes de onda visible percibidas por el Hubble. La sensibilidad incomparable del Webb permite observaciones de regiones más distantes, mientras que su optimización de infrarrojos investiga las etapas más jóvenes del polvo. Unido, esto proporciona a los astrónomos una vista sin precedentes de entornos que se asemejan al lugar de nacimiento de nuestro sistema solar.

“Abre la puerta a lo que será posible en términos de observar estas poblaciones de estrellas recién nacidas en entornos bastante típicos del universo, que han sido invisibles hasta la llegada del Telescopio Espacial James Webb”, añadió Reiter. “Ahora sabemos dónde mirar a continuación para explorar las variables que son importantes para la formación de estrellas similares al Sol”.

Este período de formación estelar muy temprana es especialmente difícil de capturar porque, para cada estrella individual, es un evento relativamente fugaz: dura solo de unos pocos miles a 10.000 años en un proceso de formación estelar de varios millones de años.

“En la imagen publicada por primera vez en julio, se ven indicios de esta actividad, pero estos chorros solo son visibles cuando se embarca en esa inmersión profunda: diseccionando datos de cada uno de los diferentes filtros y analizando cada área por separado”, compartió Jon Morse, miembro del equipo del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena. “Es como encontrar un tesoro enterrado”.

Al analizar las nuevas observaciones del Webb, los astrónomos también obtienen información sobre cuán activas son estas regiones de formación de estrellas, incluso en un período de tiempo relativamente corto. Al comparar la posición de los flujos de salida previamente conocidos en esta región captados por el Webb, con los datos de archivo del Hubble de hace 16 años, los científicos pudieron rastrear la velocidad y la dirección en la que se mueven los chorros.

Este estudio se llevó a cabo en observaciones recopiladas como parte del Early Release Observations Program del Webb. El artículo se publicó en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, este diciembre de 2022.

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 dirigido por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).

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Edición: R. Castro.

Fragmentos del colorido remanente de supernova DEM L 190 parecen flotar en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. Las delicadas láminas y los intrincados filamentos son restos de la muerte catastrófica de una estrella masiva que alguna vez vivió en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia satélite de la Vía Láctea. DEM L 190, también conocida como LMC N49, es el remanente de supernova más brillante de la Gran Nube de Magallanes y se encuentra aproximadamente a 160.000 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Dorado.

Esta impactante imagen fue creada con datos de dos investigaciones astronómicas diferentes, usando uno de los instrumentos retirados del Hubble, la Wide Field and Planetary Camera 2  (WFPC2). La Wide Field Camera 3, más potente, reemplazó a la WFPC2 durante la Misión de mantenimiento del Hubble 4, en 2009. Durante su vida operativa, la WFPC2 contribuyó a la ciencia de vanguardia del Hubble y produjo una serie de impresionantes imágenes de divulgación pública. La primera de las dos investigaciones de WFPC2 utilizó DEM L 190 como laboratorio natural para estudiar la interacción de los restos de supernova y el medio interestelar, la tenue mezcla de gas y polvo que se encuentra entre las estrellas. En el segundo proyecto, los astrónomos recurrieron al Hubble para identificar el origen de un repetidor de rayos gamma suave, un objeto enigmático que acecha en DEM L 190 que emite repetidamente ráfagas de rayos gamma de alta energía.

Esta no es la primera imagen del Hubble de DEM L 190 lanzada al público. La misión publicó previamente un retrato de este remanente de supernova en 2003. Esta nueva imagen incorpora más datos y técnicas mejoradas de procesamiento de imágenes, lo que hace que este espectáculo de fuegos artificiales celestiales sea aún más llamativo.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.