‘Astrobiología’

Noviembre 12: Rosetta. ¿Ciencia Ficción?

Pudiera parecer que es ciencia-ficción, pero el 12 de noviembre una nave europea se posará sobre el cometa  67P/Churyumov–Gerasimenko. Para ser más preciso, será el módulo Philae el que descenderá sobre este resto de la formación del Sistema Solar.

 

Para celebrarlo y acercar a las audiencias más jóvenes (y no tanto)  la ciencia y la tecnología que hay detrás, la Agencia Espacial Europea ha preparado un cortometraje en un nuevo formato: una película de ciencia-ficción de seis minutos de una gran intensidad. He aquí “Ambition”:

 

Imagen de previsualización de YouTube

 

Extraordinario, sí. Pero Rosetta es bien real. Una muestra más de los excepcionales resultados científicos e industriales que se pueden obtener con dedicación e inversión. Con el apoyo político y de la sociedad. pero, sobre todo, con ambición y creyendo en el futuro.

 

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El año del cometa

Este año se celebra el 50 aniversario de la creación de la Agencia Espacial Europea (ESA, de su nombre en inglés), de la que España fue miembro fundador. Uno de sus objetivos lo constituye la exploración pacífica del Espacio, y tal y como recoge su Convención fundacional, todos los países que la constituyen participan en su Programa Científico, con una aportación proporcional a su PIB. La ESA desarrolla otros programas, pero la participación en ellos es opcional y cada país lo decide en función de sus intereses.

 

Núcleo del cometa Halley fotografiado por la misión Giotto (ESA).

 

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El exoplaneta Kepler-91: más allá

CAFE, el instrumento español instalado en el Observatorio Astronómico Hispano Alemán de Calar Alto, ha permitido confirmar la naturaleza planetaria del objeto que orbita alrededor de una estrella gigante roja denominada KIC 8219268. Denominado Kepler-91b, se convierte así en el primer exoplaneta confirmado utilizando instrumentación desarrollada en España, además de ser el primer planeta verificado más allá de toda duda que orbita alrededor de una estrella gigante.

 

Representación artística de la estrella gigante roja y del planeta, cuando éste se encuentra cruzando delante del disco de aquélla y produce la variación en el brillo (tránsito en la curva de luz). Créditos: D. Cabezas.

 

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¿Qué tiempo hace en Marte?

Madrid, mes de agosto, hace calor. Entras en la página de AEMET y buscas las predicciones de temperatura en otros lugares más refrescantes con los que soñar. Compruebas el tiempo que hace en tu playa favorita, y envidias no estar allí. Por curiosidad buscas destinos más remotos y pinchas con el ratón en Marte. ¿Marte? En efecto, no hay más que entrar en http://cab.inta-csic.es/rems/es/ para conocer el tiempo que hace en los alrededores del cráter Gale, en Marte. Científicos del Centro de Astrobiología (CAB-CSIC/INTA) desarrollaron REMS, una estación meteorológica que fue transportada hasta Marte por la misión Curiosity, de NASA, y que lleva operando a la perfección cerca de 2 años.

Autorretrato de Curiosity

 

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Kepler-91 b: ocaso y muerte de un planeta

Durante cuatro años, el telescopio espacial Kepler ha estado obteniendo datos de multitud de estrellas candidatas a albergar planetas. Una de estas candidatas era KOI-2133, una estrella gigante roja de la cual este trabajo ha derivado propiedades físicas como la masa, el radio o la edad de manera precisa mediante el uso de la astrosismología, técnica análoga al estudio de los terremotos en nuestro planeta, y que incluye un detallado estudio teórico. Este análisis ha requerido observaciones complementarias llevadas a cabo con el espectrógrafo CAFÉ (Calar Alto Fiber-fed Echelle spectrograph) y la cámara AstraLux (ambos instalados en el telescopio de 2,2 metros del Observatorio de Calar Alto). Además, el análisis minucioso de los datos de Kepler también ha permitido identificar pequeños cambios en su curva de luz, tanto disminuciones periódicas debidas a los eclipses que provoca el planeta (Denominado KOI-2133.01, KOI-2133 b o Kepler-91 b), como modulaciones en la intensidad, lo cual verifica la presencia de un planeta, además de las provocadas por la sismicidad.

 

Detección inicial de Kepler-91 b por el método de los tránsitos planetarios

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De estrellas y planetas: la ubicuidad de los discos

Amelia Bayo

MPIA, Heidelberg

 

El pasado día 11 de octubre  el Max-Planck-Institut für Astronomie (mi “casa científica actual”) hizo publica una nota de prensa conjunta de dos resultados científicos que se complementan muy bien y en uno de los cuales yo he estado involucrada.

En la parte inferior de la imagen vemos la representación artística del objeto aislado de masa planetaria (izquierda) y su posible antecesor (derecha). Créditos: V. Ch. Quetz y A. M. Quetz, respectivamente. El panel superior muestra la distribución espectral de energía del objeto joven de la nota de prensa, que nos da una idea de las distintas componentes que forman este objeto (en este caso una fuente central y un disco) viendo cuanta energía es emitida en conjunto para cada longitud de onda. Para hacernos una idea un objeto caliente emite el máximo de su energía a longitudes de onda mas cortas (azul) que un objeto frío que tendrá su máximo de emisión a longitudes de onda mas largas (rojas). Por ultimo en el panel vertical de la derecha se muestran las lineas de emisión (de hidrógeno) que usamos para determinar con que eficiencia el objeto central esta recibiendo material del disco.

 

La idea de la nota de prensa es mostrar la evolución de objetos con tan baja masa que están en la frontera entre lo que llamaríamos enana marrón y objeto aislado de masa planetaria (según las reglas de la Union Astronómica Internacional, para que un objeto poco masivo reciba el nombre de planeta debe de, por ejemplo, orbitar una estrella).

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SOLID: UN INSTRUMENTO PARA DETECTAR VIDA EN EXPLORACIÓN PLANETARIA

Un equipo de científicos del Centro de Astrobiología está estudiando microorganismos extremos en el Ártico como paso previo para la validación de SOLID para la detección de vida en exploración planetaria

Hace unas décadas que se abandonó la idea antropocéntrica de que la vida sólo era posible en las condiciones restrictivas de nuestro hábitat: temperaturas suaves, oxígeno, radiación solar, agua líquida. Hoy sabemos que la vida se puede dar en unas condiciones mucho más amplias y para demostrarlo están los extremófilos, microorganismos que son capaces de adaptarse a casi cualquier ambiente por muy agresivo que nos pueda parecer. Hay extremófilos para todos los gustos: los que viven sin agua (xerófilos), los que se desarrollan en ambientes con presiones muy elevadas (piezófilos), los que soportan ambientes muy fríos (psicrófilos) o muy calientes (termófilos), los que soportan una alta tasa de radiación (radiófilos), o los que se adaptan a los ambientes salinos (halófilos), alcalinos (alcalófilos) o ácidos (acidófilos). De estos últimos, los acidófilos, tenemos un buen ejemplo en Río Tinto (Huelva), unos de los mejores análogos terrestres de Marte.

Esta variedad en el tipo de ambientes a los que hemos visto que se adapta la vida nos enseña dos cosas. Por un lado, parece que la vida, una vez que aparece, es casi indestructible porque se adapta a los cambios ambientales. Por otro, se abre un abanico enorme de posibilidades para encontrar vida en otros ambientes fuera de la Tierra donde las condiciones son muchos más extremas que en nuestro planeta. Si hay vida en lugares como Marte, Europa o Titán serán de este tipo: extremófilos adaptados a las condiciones allí reinantes.

Con el objetivo de estar preparados para la detección de vida fuera de la Tierra, hace unos años, un grupo interdisciplinar del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ideó SOLID (Signs Of LIfe Detector, detector de signos de vida), un instrumento basado en los microarrays de anticuerpos, diseñado y construido para la detección e identificación de compuestos bioquímicos mediante el análisis in situ de muestras de suelo y líquidos. Es un dispositivo portátil que incluye todos los mecanismos, los detectores y la electrónica necesaria para que funcione automáticamente y recoger los resultados de 18 módulos de análisis de muestras independientes.

.Luis Cuesta

Nota de prensa completa e imágenes en:
http://www.cab.inta-csic.es/es/noticias/110

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REMS: una estación meteorológica española en Marte

REMS es la contribución española a la misión Mars SCience Laboratory, que desde hace un año se encuentra en la superficie de Marte. un Es una estación meteorológica liderada por el Centro de Astrobiología, y en la que han participado diversas  instituciones y compañías, incluyendo alguna extranjera (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial,  Consejo Superior de Investigaciones CientíficasCentro para el Desarrollo Técnico IndustrialFinnish Meteorological Institute,  EADS – Astrium Crisa,  Alter Technology,  Universidad Politécnica de Cataluña MSL).

Página de la estación meteorológica REMS, adosada al rover MSL, actualmente en funcionamiento en Marte

 

Hoy se  activa la página web del proyecto (en inglés y en español) , que contiene información muy interesante del vehículo, además del tiempo que hace en el planeta. No es una pica en FLandes, pero es un hito de la ciencia planetaria y de las empresas españolas que han colaborado.
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Un exoplaneta más pequeño que Mercurio

Investigadores del programa AstroMadrid, pertenecientes al Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA) y el Observatorio de Calar Alto, han participado en el hallazgo del exoplaneta más pequeño descubierto hasta el momento. El objeto, menor que Mercurio, ha sido detectado con el telescopio espacial Kepler y Calar Alto ha contribuido con datos cruciales para confirmar el hallazgo. Los resultados de esta investigación se publican en la edición del 20 de febrero de 2013 de la revista científica internacional Nature…

Desde el descubrimiento del primer exoplaneta en 1995, los investigadores han ido desvelando que hay otros sistemas planetarios muy diferentes al nuestro. Primero, se descubrieron planetas mucho mayores e incluso mucho más calientes que los de nuestro Sistema Solar. Recientemente, gracias a la gran precisión del telescopio espacial Kepler, se han detectado planetas del tamaño de la Tierra e incluso bastante menores. Ahora se ha hallado por primera vez un planeta más pequeño que Mercurio.

 

Comparación de los tamaños de diferentes planetas, incluyendo los tres de Kepler 37

Comparación de los tamaños de diferentes planetas, incluyendo los tres de Kepler 37  (NASA/Ames/JPL-Caltech)

El telescopio espacial Kepler, lanzado en el año 2009, pretende determinar la abundancia en nuestra Galaxia de planetas rocosos en zonas habitables alrededor de estrellas similares al Sol. Kepler monitoriza de manera constante unas 150 000 estrellas en busca de los tránsitos de sus cuerpos planetarios (los tránsitos son equivalentes a los eclipses en el Sistema Solar).

Durante 978 días, Kepler obtuvo estas señales de tránsito, indicadoras de la existencia de tres planetas, en las series temporales de datos fotométricos de una estrella parecida al Sol, aunque más fría, denominada Kepler-37 (también conocida como KIC 8478994 y KOI-245). Se estima que tiene el 70 % del tamaño del Sol.

El planeta ahora descubierto, Kepler-37b, es el más interno de este sistema de tres. Según David Barrado, director del Centro Astronómico Hispano-Alemán (Observatorio de Calar Alto, Almería), miembro de AstroMadrid e investigador del CAB, «Debido a su tamaño extremadamente pequeño, similar al de la Luna, y a su superficie altamente irradiada, Kepler-37b es, muy probablemente, un planeta rocoso sin atmósfera ni agua, similar a Mercurio».

Para confirmar que los cambios de brillo aparente se debían a planetas orbitando alrededor de Kepler-37 no sirvieron, al contrario que en otros casos, las velocidades radiales ni las variaciones en los tiempos de tránsito, por lo que los investigadores exploraron posibles escenarios astrofísicos (llamados «falsos positivos») que podrían imitar el tránsito de un planeta entorno a Kepler-37. Emplearon para ello un programa informático específico y de gran complejidad denominado BLENDER.

 

Diagrama esquemático que muestra las configuraciones que pueden conducir a falsos positivos en la búsqueda de planetas por el método de tránsitos (pulse en la imagen para ampliarla).

Diagrama esquemático que muestra las configuraciones que pueden conducir a falsos positivos en la búsqueda de planetas por el método de tránsitos (J. Lillo-Box, D. Barrado, D. Galadi)

Además, se utilizó otra técnica observacional con el instrumento AstraLux, instalado en el telescopio de 2.2 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería) que brindó imágenes de muy alta resolución de esta estrella, de calidad similar a las que se pueden obtener con el telescopio espacial Hubble. En palabras de Jorge Lillo-Box, investigador del CAB y miembro de AstroMadrid que también ha participado en este trabajo «Con la técnica utilizada, denominada lucky imaging [imágenes afortunadas], hemos logrado descartar un gran número de falsos positivos, es decir, hemos eliminado configuraciones como la presencia de otras estrellas o las manchas estelares. Estos fenómenos pueden confundirse con un planeta, ya que causan efectos similares en los datos recibidos, por lo que solo con una observación precisa es posible descartar que se trate de objetos estelares en lugar de planetas».

Parte de las imágenes se obtuvieron durante el tiempo garantizado español del Centro Astronómico Hispano-Alemán (Observatorio de Calar Alto, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC y de su homólogo alemán, la Sociedad Max-Planck MPG), tiempo que gestiona el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). Se pone así de manifiesto la eficiencia de los programas dedicados, que hacen uso de manera intensiva del tiempo de telescopio en proyectos que intentan ampliar las fronteras del conocimiento.

 

El instrumento AstraLux acoplado al telescopio reflector Zeiss de 2.2 m de Calar Alto.

El instrumento AstraLux acoplado al telescopio reflector Zeiss de 2.2 m de Calar Alto. (CAHA).

Este trabajo es fruto de una gran colaboración internacional, dedicada a la explotación de los datos extraordinarios que proporciona el satélite Kepler, pero también de datos obtenidos por telescopios situados en tierra. En palabras de David Barrado, «Sin las observaciones adicionales de los telescopios terrestres no habría sido posible interpretar adecuadamente la información de Kepler. Es el binomio observatorio espacial más terrestre el que produce las sinergias requeridas para lograr este tipo de impresionantes descubrimientos, que hace unos pocos años estaban más allá de la imaginación más osada. Nuevamente, muestran la necesidad de mantener una adecuada financiación a los observatorios terrestres».

 

 

El caso de Kepler-37b ofrece un ejemplo muy claro de los resultados que se pueden obtener con telescopios de la clase dos metros, como el veterano reflector Zeiss de Calar Alto, cuando se equipan con instrumentos de tecnología avanzada como AstraLux y se ponen a disposición de una comunidad científica interconectada internacionalmente y que participa desde la primera línea en la ciencia de vanguardia.

 

 

Natalia Ruíz Zelman
David Galadí
Jorge Lillo-Box
David Barrado

Enlaces:

Centro de Astrobiología: http://cab.inta-csic.es/es/inicio

Telescopio espacial Kepler: http://www.kepler.nasa.gov

AstraLux: http://www.caha.es/CAHA/Instruments/ASTRALUX/

Telescopio reflector Zeiss de 2.2 m en Calar Alto

http://www.caha.es/images/stories/PR/tycho/tel22m_high_es.jpg

Lucky Imaging: http://www.caha.es/astralux-hubbles-sharp-resolution-from-calar-alto.html

http://www.caha.es/images/stories/PR/AstraLux/astraluxobserverstelescope.jpg

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Kepler-22b: ¿un planeta con un inmenso océano de agua?

El primer día en la primera conferencia del observatorio espacial Kepler, a la que estoy asistiendo y que tiene lugar en  NASA Ames, cerca de San Francisco, está siendo realmente interesante. Destacaría el resultado presentado por el investigador principal de la misión, Bill Borucki: el planeta Kepler-22b.

Las líneas de distintos colores corresponden a diferentes composiciones: cuanto más abajo del diagrama, mayor es la densidad de los compuestos que dominan. Kepler-22b tiene un radio muy bien determinado, mediante el método de los tránsitos y el uso de curvas de luz (cómo varía la luminosidad de la estrella central con el tiempo). La masa no se conoce, pero su valor máximo debe ser inferior a unoas 32 veces la masa de la Tierra. Por tanto, la composición más probable es agura y material rocoso. Al estar en la zona de habitabilidad, el agua estaría en estado líquido.

 

Destaca entro los más de 600 exoplanetas confirmados hasta el momento por su reducido radio (2.2 veces el de la Tierra), su periodo orbital (290 días, algo menos que un año terrestre), su estrella central (bastante parecida al Sol) y, sobre todo, por estar localizado a una distancia que hace que la temperatura superficial pudiera permitir la existencia de agua en estado líquido (ie, el planeta está en la denominada “zona de habitabilidad”). De  hecho, los modelos indican que en realidad estaríamos ante un planeta con un núcleo rocoso, y con un inmenso océano de una gran profundidad, cientos o miles de kilométros (por comparación, el punto más profundo en un océano terrestre está a solo 11 kilómetros de la superficie), con una presión extraordinariamente alta. Este impresionante océano cubriría toda la superficie del planeta, que, por tanto, carecería de   continentes.  Cuando se tiene en cuenta la masa total del planeta, es probable incluso que la mayor parte del planeta sea eso: agua en estado líquido. Debido a que no se  ha establecido todavía su masa, la composición del planeta, que de determina por métodos indirectos, no se conoce.

Comparación de las zonas de habitabilidad del Sistema SOlar y de Kepler-22. Crédito NASA/AMES/JPL-Caltech

Entre otros descubrimientos, están los 48 candidatos tipo tierra (planetas rocosos) que también están localizados en la zona de habitabilidad. Pero su confirmación y caracterización requerirán bastante trabajo por parte de la comunidad científica.

 

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