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Astrofísica, astronomía, cosmología, ciencias del espacio
Actualizado: Hace 1 hora 14 mins

Tomando el pulso a las estrellas con el satélite TESS

Mié, 02/09/2020 - 15:38

A partir de la astrosismología hemos podido estudiar la relación entre las características físicas de las estrellas delta Scuti y sus variaciones lumínicas debidas a sismos. En este trabajo, liderado en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), hemos utilizado datos de varias misiones espaciales, entre ellas TESS, para obtener los parámetros sísmicos de 2400 de este tipo particular de estrellas variables. Las delta Scuti tienen masas entre 1.5 y 2.5 masas solares y temperaturas entre 6000 y 9000 K. Pero lo más interesante para este tipo de estrellas es que las relaciones astrosismológicas siguen siendo fuente de debate científico, al contrario de lo que ocurre en estrellas más conocidas como las de tipo solar.

Impresión artística de una estrella Delta Scuti con rotación extrema. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center

 Gracias a nuestro análisis hemos podido observar la relación entre la temperatura y la gravedad con la frecuencia de pulsación de la estrella, tal y como predecían estudios teóricos previos. Según la relación descubierta, a mayor temperatura, mayor es la frecuencia de oscilación. Además, las estrellas más viejas con mayor gravedad presentan un rango de frecuencias más bajo que las jóvenes y de menor gravedad.

El mayor reto para obtener nuestros resultados ha sido la corrección del efecto del oscurecimiento gravitatorio, ya que las delta Scuti pueden llegar a rotar extremadamente rápido. La rapidez de giro produce su achatamiento y una diferencia de temperatura entre los polos y el ecuador. Nuestros resultados astrosismológicos sugieren que podemos obtener su temperatura media, independientemente de su rotación, inclinación u otros factores externos.

Por el contrario, otros métodos como la fotometría o la espectroscopía se ven sumamente afectados por estos parámetros. Gracias a ello, hemos comparado sus resultados y deducido la inclinación y la rotación más probables. De esta forma, hemos visto que el efecto de oscurecimiento gravitatorio no solo explica la dispersión en temperatura sino también la disminución de ésta con la gravedad. Las estrellas más viejas tienen una menor gravedad por lo que se encuentran más cerca de la rotación extrema, aunque roten más lentamente.

Esta corrección en la temperatura permitirá mejorar la determinación de la edad y la distancia a las propias estrellas e incluso a otras galaxias. Además, permite una mayor exactitud en el cálculo de la zona habitable para exoplanetas alrededor de este tipo de estrellas.

TESS pertenece a una familia de observatorios espaciales que tienen como misión la detección de planetas y su caracterización mediante observaciones fotométricas. Por tanto, las técnicas que estamos desarrollando con TESS se aplicarán al futuro observatorio espacial PLATO, una misión de tamaño medio de la ESA que permitirá el estudio de sistemas planetarios similares al nuestro. El CAB está muy implicado en el desarrollo de este observatorio y la experiencia con TESS será fundamental para la óptima explotación científica de PLATO.

Sebastià Barceló Forteza
David Barrado
CAB (CSIC-INTA)

Unveiling the power spectra of δ Scuti stars with TESS The temperature, gravity, and frequency scaling relation, por S. Barceló Forteza, A. Moya, D. Barrado, E. Solano, S. Martín-Ruiz, J.C. Suárez y A. García Hernández.

 

 

 

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Lo que el viento estelar se llevo: el caso del exoplaneta TOI-849b

Mié, 01/07/2020 - 18:01

La identificación y estudio de las propiedades del planeta TOI-849b nos da acceso por primera vez al núcleo de lo que fue en un pasado un gigante gaseoso similar a Júpiter.

Impresión artística que muestra un planeta del tamaño de Neptuno en el denominado “desierto neptuniano”. Es extremadamente raro encontrar un objeto de este tamaño y densidad tan cerca de su estrella. Créditos: Universidad de Warwick/Mark Garlick.

La alocada carrera por la búsqueda de sistemas planetarios más exóticos sigue dando sus frutos. Aunque pudiera parecer, como en el circo, un más difícil todavía, en realidad estamos embarcados en un ambicioso programa para descubrir la diversidad planetaria, una variedad tan asombrosa que nos sorprende una y otra vez.

Hoy publicamos un interesantísimo artículo, liderado por David Armstrong, investigador de la Universidad de Warwick, en la prestigiosa revista Nature sobre  un curioso nuevo planeta: TOI-849b. Su tamaño nos indica que se trataría de un planeta similar hasta cierto punto a Neptuno, pero mucho más cercano a su estrella (tarda tan solo 18 horas en dar una vuelta a su alrededor) y por tanto más caliente. De él conocemos su masa por medidas espectrales y la técnica de la velocidad radial con el espectrógrafo HARPS, y el radio por el estudio de su luminosidad con el satélite TESS. Nuestro análisis indica que es bastante más masivo que Neptuno y su densidad corresponde a la de un planeta tipo Tierra. De hecho, al estar tan próximo a su estrella y tener propiedades tan peculiares,  creemos que se trata de un planeta que en origen era similar a Júpiter, mucho más masivo, pero por diferentes causas el planeta habría sido despojado de su parte más externa: primero llevándose la atmósfera y, tras ella, las capas más externas del planeta, dejando desnudo el núcleo del mismo.

Las peculiares propiedades de TOI-849b pueden ser explicadas dentro de varios teatros evolutivos. Es posible que inicialmente hubiera sido un gigante gaseoso, pero también que haya sufrido una colisión con otro planeta del sistema o se trate de un gigante fallido y que su proceso de formación mediante la acreción de masa de un disco protoplanetario cesó antes de tiempo.

Además, nuestro análisis  ha  permitido descartar la presencia de planetas co-orbitando con TOI-849b con una masa superior a 8 masas terrestres. Estos resultados han descartado definitivamente el escenario co-orbital (un troyano, un programa liderado desde el CAB) como fuente de la gran masa del planeta, confirmando así la hipótesis de que TOI-849b es definitivamente un núcleo rocoso desnudo, probablemente una gigantesca esfera compuesta principalmente de hierro y silicatos

Una vez más, los resultados de misiones americanas como Kepler o TESS, como ilustra el caso de TOI-849b, muestran que una inversión decidida y coherente a lo largo del tiempo producen avances significativos en nuestro conocimiento de la realidad del Universo y de nuestro papel en él. Esperemos que la misión europea PLATO, con un papel muy importante de diversos institutos españoles, continúe con una financiación adecuada para que sea lanzada a tiempo y nos permita hallar el verdadero grial: un planeta terrestre orbitando alrededor de una estrella similar al Sol.

Jorge Lillo-Box y David Barrado

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La infancia de los exoplanetas

Mar, 02/06/2020 - 11:35

Si imaginamos la vida de un planeta como la de una persona, en la actualidad, de los más de 4000 planetas que conocemos fuera de nuestro Sistema Solar, más del 99% son planetas adultos con sus propiedades ya desarrolladas y estables en el tiempo. Entonces, ¿dónde están los planetas jóvenes? ¿por qué conocemos tan pocos sistemas planetarios en «edad infantil»?

Recreación artística de una estrella en formación durante los primeros millones de años de vida,
con un disco circunestelar a su alrededor del que se «alimenta». Fuente: ESO/L. Calcada

Un un estudio que publicamos hoy en la revista Astronomy & Astrophysics liderado desde el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) presentamos la confirmación de los primeros planetas rocosos (como la Tierra, Mercurio, Venus o Marte; en contraposición de los planetas gaseosos como Júpiter, Saturno, Urano o Neptuno) alrededor de una estrella joven. Cuando pensamos en algo que podemos calificar como «joven», en escalas humanas, estamos pensando en algo de unos pocos años. En escalas astronómicas, decimos que una estrella o un sistema planetario es joven si su edad es inferior a mil millones de años. El Universo en el que vivimos tiene una edad estimada de unos trece mil millones de años. Si consideramos que la vida de una persona media son 80 años, estamos hablando de estrellas con una edad equivalente en escala humana inferior a 6 años. Es decir, hablamos de estrellas muy jóvenes, en edad de guardería o parbulario. Durante los primeros millones de años de vida (equivalente a los primeros días de vida de una persona) la estrella está rodeada de un disco de gas y polvo del que se alimenta, engullendo todo el material que puede hasta que pasados unos 10 millones de años el material se dispersa. Durante ese tiempo, en ese disco de material se forman los planetas. Al disiparse el disco, los planetas quedan solos, orbitando alrededor de su estrella recién nacida en un baile cósmico que durará miles de millones de años. Además, de los pocos planetas que se conocían alrededor de estas estrellas jóvenes (una veintena en total), todos eran planetas gigantes gaseosos, como nuestro Júpiter. Esto no quería decir que no hubiera planetas como la Tierra en estrellas jóvenes (obviamente los tiene que haber si los encontramos en estrellas más adultas) sino que no podíamos detectarlos con las técnicas que empleábamos. Y es que resulta que las estrellas jóvenes, como los humanos y en general cualquier especie animal, son bastante revoltosas y activas a estas edades tan tempranas. Esta actividad, como hablamos la semana pasada en el artículo sobre Próxima Centauri, contamina las señales que nos llegan de la estrella y dificultan la detección de los posibles planetas a su alrededor, especialmente de planetas pequeños como la Tierra. Por eso, es necesario un seguimiento muy detallado para poder encontrarlos.

Movimiento de una estrella debido a la fuerza ejercida por el planeta girando a su
alrededor. La estrella y el planeta se mueven alrededor del centro de masas del sistema. Al moverse la estrella, su luz se ve más roja o más azul según la posición en la órbita por el efecto Doppler. Esto es lo que empleamos para medir la masa del planeta. Fuente: Alysa Obertas

Esto es lo que hizo la misión espacial K2 entre 2014 y 2018, que estuvo observando 19 localizaciones distintas de nuestro cielo constantemente en busca de tránsitos planetarios en cientos de miles de estrellas (es decir, buscando disminuciones del brillo de una estrella producidas por un planeta al pasar por delante de ella). Entre muchos otros, encontró dos sistemas planetarios múltiples (con más de un planeta) de características muy interesantes denominados K2-32 y K2-233. En el primer caso, 4 planetas con tamaños muy dispares eclipsaban a su estrella. En el caso de K2-233, eran tres los planetas que la eclipsaban, dos de ellos con tamaños similares a la Tierra. Desgraciadamente, la misión K2 sólo nos permite conocer el tamaño de los planetas eclipsantes, de modo que necesitamos aplicar técnicas alternativas para poder conocer su masa. Esto es muy importante porque sólo sabiendo su masa podemos confirmar que los objetos que están eclipsando a la estrella son realmente planetas.

Además, conocer la masa de los planetas es crucial para entender su composición y poder así saber si son rocosos (como la Tierra) o gaseosos (como Júpiter o Saturno). Así, empleamos la técnica de la velocidad radial para medir la masa de esos planetas, observando estos dos sistemas durante varios años desde el Observatorio de La Silla (ESO, Chile) para medir el bamboleo de la estrella provocado por la presencia de los planetas a su alrededor.

Esquema de los dos sistemas planetarios estudiados en este trabajo. El tamaño de los planetas es proporcional a su tamaño real. El tamaño de la Tierra a escala se muestra en la parte inferior por comparación.

Estas observaciones son las que nos han permitido entender bien estos dos sistemas y comprender su relevancia. En el caso de K2-233, la estrella tiene una edad de 600 millones de años (el equivalente a unos 4 años de una persona) y dos de sus planetas (los más cercanos a la estrella) son similares en tamaño y masa a la Tierra, con una composición rocosa como la nuestra. El tercer planeta orbita algo más lejos, pero todos ellos están a una distancia de su estrella inferior a una quinta parte de la distancia Tierra-Sol. Por primera vez, hemos sido capaces de medir la masa de dos planetas rocosos en una estrella tan joven. Esto es de vital importancia para entender cómo se forman y se desarrollan este tipo de planetas en los primeros momentos de su vida. Además, como eclipsan a su estrella, podremos estudiar sus atmósferas cuando en 2021 se lance el telescopio espacial James Webb que nos abrirá la puerta al estudio de la habitabilidad de los exoplanetas a través del estudio de sus atmósferas. Por último, medir la edad de las estrellas es una tarea muy compleja durante su edad adulta. Sin embargo, en estas edades tan tempranas, podemos determinarla con más precisión. Esto es clave para entender los diferente procesos astrobiológicos que se pueden estar desarrollando en los planetas a su alrededor, pues como vimos en nuestro anterior artículo sobre las posibilidades del desarrollo de vida y vida inteligente en un planeta como la Tierra, determinar la edad de un sistema planetario es crucial para entender las probabilidades de que allí se desarrolle. En el caso de K2-233, sus planetas rocosos se encuentran demasiado cerca de la estrella como para que puedan albergar vida tal y como la conocemos. Pero en futuros estudios podremos buscar planetas en órbitas más alejadas con condiciones más favorables para la vida.

El otro sistema planetario, K2-32, contiene un planeta como la Tierra en su zona más cercana a la estrella, seguido de un gigante gaseoso y dos planetas como nuestro Neptuno (ver la infografía en la imagen de arriba). Y todos ellos girando alrededor de su estrella a distancias inferiores a la mitad de la órbita de Mercurio (un quinto de la distancia Tierra-Sol). Esto hace que K2-32 sea una versión compacta de nuestro Sistema Solar, en el que los planetas rocosos están situados en la zona interna del sistema planetario mientras que en las zonas exteriores encontramos los gigantes gaseosos seguidos de planetas de tamaños intermedios. Esta «arquitectura» de los sistemas planetarios (entendida como la configuración de sus órbitas y propiedades físicas) es clave para entender los procesos de evolución y formación planetaria, cómo los planetas se han movido de sus órbitas, cómo han viajado, debido a diferentes procesos. En definitiva, en este trabajo hemos confirmado los siete planetas en estos dos sistemas planetarios: por un lado, los primeros planetas rocosos en una estrella joven y por otro uno de los pocos sistemas planetarios con una arquitectura tan similar a nuestro Sistema Solar.

Jorge Lillo Box
Investigador Centro de Astrobiología

 

Masses for the seven planets in K2-32 and K2-233. Four diverse planets in resonant chain and the first young rocky worlds
J. Lillo-Box, T.A. Lopez, A. Santerne, L.D. Nielsen, S.C.C. Barros, M. Deleuil, L. Acuña, O. Mousis, S.G. Sousa, V. Adibekyan, D.J. Armstrong, D. Barrado, D. Bayliss, D.J.A. Brown, O.D.S. Demangeon, X. Dumusque, P. Figueira, S. Hojjatpanah, H.P. Osborn, N.C. Santos y S. Udry.

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Proxima b: la vecina Terra

Mar, 26/05/2020 - 12:28

La estrella más cercana a nuestro Sistema Solar, Próxima Centauri, es una estrella fría que forma parte de un sistema estelar triple. Hace cuatro años, un equipo de investigadores detectó movimientos en esta estrella que sólo podrían atribuirse a un pequeño planeta de masa a similar a la Tierra, denominado Próxima b. Y no sólo eso, este planeta estaba situado en la zona de habitabilidad de Próxima Centauri, es decir, en una órbita ni muy lejana ni muy cercana a la estrella, de modo que el agua, de haberla, podría estar en forma líquida en su superficie. La información que se empleó para detectar esta señal correspondía a instrumentos de alta precisión. Y aunque la señal era inequívoca, había un problema: la estrella en sí corresponde a un tipo de estrellas que se caracterizan, entre otras cosas, por ser muy activas. Esto no significa que haga mucho ejercicio sino que sus campos magnéticos son muy intensos y complejos, produciendo manchas y zonas de actividad magnética en la superficie de la estrella que finalmente contaminan la señal que recibimos en nuestros instrumentos.

Representación artística del planeta rocoso Próxima b orbitando su estrella, Próxima Centauri. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).


En un estudio que publicamos hoy en la revista Astronomy & Astrophysics, confirmamos la naturaleza planetaria de Proxima b mediante observaciones del nuevo instrumento del Observatorio Europeo Austral, ESPRESSO. Este instrumento construido por institutos suizos, italianos, portugueses y españoles (por eso podía tener otro nombre) es vanguardia en la técnica que utiliza. ESPRESSO es capaz de medir cambios en la velocidad a la que se mueve una estrella de hasta 10 centímetros por segundo, la velocidad a la que se mueve, por ejemplo, una tortuga. Y es que resulta que según aprendimos de las leyes de Newton, no sólo la estrella ejerce una fuerza gravitatoria sobre el planeta sino que el propio planeta hace lo mismo con la estrella. Como el planeta es mucho menor, la fuerza que ejerce sobre la estrella es muy pequeña. Aún así, la hace bailar alrededor de un punto ficticio al que llamamos centro de masas con una velocidad que depende de la masa del planeta y lo lejos que esté de la estrella. En el caso de Próxima b, este planeta que tiene una masa sólo un 10% mayor que la Tierra, hace que la velocidad de su estrella varíe unos 2 metros por segundo (unos 7 kilómetros por hora).

Próxima Centauri es además una estrella activa. Pero con ESPRESSO, hemos podido “corregir” la contaminación que esa actividad genera en los datos para poder desenmascarar la señal del planeta, oculta entre el ruido magnético. Las observaciones son de una calidad exquisita y nos abren una puerta no sólo a la detección de nuevos mundos sino también a la investigación en profundidad de los planetas que ya conocemos.  Hemos podido medir la masa de Próxima b con un error equivalente a diez veces la masa de la Luna, cuando antes sólo podíamos atisbar la señal. Además, las observaciones nos permiten poner límites a la existencia de otros planetas alrededor de esta estrella. Por el momento podemos asegurar que no existen otros planetas más masivos que un tercio de la masa de la Tierra alrededor de Próxima Centauri con órbitas inferiores a un año.

Pinche aquí para ver el vídeo

El futuro con este instrumento es muy prometedor. Sus primeros descubrimientos están siendo un hito en el campo de la exploración exoplanetaria y seguramente revolucionarán nuestra comprensión sobre la formación y evolución planetaria.

 

Jorge Lillo-Box

CAB (CSIC-INTA)

NOTA DE PRENSA

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Crisis COVID: manifiesto por la ciencia de COSCE, FASME, CRUE y SOMMa

Lun, 13/04/2020 - 17:20

Por su interés y dada la crisis en la que todos estamos sumergidos, se reproduce el comunicado de varias de las asociacioes científicas más signiticativas.

COMUNICADO SOBRE EL COMETIDO DE LA CIENCIA EN LA RESOLUCIÓN DE LA CRISIS GENERADA POR LA PANDEMIA DE CORONAVIRUS SARS-CoV-2

Madrid, 13 de abril de 2020

La pandemia de coronavirus SARS-CoV-2, causante de la enfermedad COVID-19, ha puesto de manifiesto, como muy pocas veces antes, el papel relevante de la ciencia, junto con el sistema de salud, en la obtención e interpretación de datos y en proponer estrategias para la resolución de la crisis. Todo ello puesto a disposición de las autoridades en el mínimo tiempo y con la máxima fiabilidad posible.

En la gestión de la crisis generada por la epidemia se ha percibido en diversas ocasiones, especialmente al inicio de la propagación, cierta tensión entre la información aportada e interpretada por los científicos expertos y las decisiones políticas tomadas a continuación por las autoridades. Esta falta de sintonía puede haber perjudicado la idoneidad de las medidas adoptadas, al no estar suficientemente sustentadas en las evidencias disponibles.

Los obstáculos detectados en el flujo de información entre científicos y autoridades han puesto de manifiesto la dificultad que conlleva tener que proporcionar evidencia científica a quien la requiere y en el momento preciso, cuando las redes y mecanismos de asesoramiento o bien no existían, o no se habían desarrollado debidamente.

Además del asesoramiento y la información, la ciencia tiene otros cometidos esenciales ante la actual pandemia de coronavirus SARS-CoV-2: la obtención de métodos de diagnóstico más rápidos, fiables y económicos, el desarrollo de vacunas, y la generación y validación de nuevas terapias, entre otros. Estos cometidos requerirán el esfuerzo coordinado de todo el sistema científico y tecnológico para que puedan realizarse con la rapidez y la eficacia necesarias.

Por todo ello, y sin renunciar a un próximo análisis más sosegado y en profundidad, las entidades firmantes consideramos imprescindible garantizar los recursos e instrumentos suficientes para que la ciencia pueda desempeñar con la solvencia necesaria los cometidos citados en la resolución de la epidemia actual.

Ello permitirá afrontar las posibles crisis futuras con los mínimos daños al tejido social y económico del país, que son bienes primordiales a preservar. En cuanto a los instrumentos, es inaplazable:

    activar un sistema de información adecuado y dimensionado a las nuevas expectativas de flexibilidad e inmediatez que demanda la información científica, desplegar una red de asesoramiento científico a los poderes ejecutivo, legislativo y judicial, transparente e independiente, que debería estar cubriendo la totalidad de los niveles de la Administración, dotar a la Agencia Estatal de la autonomía necesaria para gestionar los recursos destinados a la Ciencia con un presupuesto plurianual, que la Agencia disponga de la suficiente capacidad para retener y orientar el talento existente hacia las nuevas necesidades derivadas de la nueva configuración social y económica tras la actual crisis.

Los recursos deben concretarse en: – un aumento regular y sostenido de la financiación de la ciencia, – la toma de las medidas necesarias para incrementar el número de especialistas en todas aquellas disciplinas científicas, sociales y de salud que se requerirán para afrontar crisis sanitarias de gran envergadura. – la máxima atención al sistema de salud, que deberá recibir prioritariamente los fondos necesarios y adquirir la dimensión que le permita disponer de todo lo necesario para resolver la actual situación excepcional y cualquier crisis sanitaria venidera.

Las entidades firmantes insistimos en la aplicación de las demandas recogidas en el “Manifiesto por la Ciencia” como unas exigencias de mínimos asumibles, si se les da cumplimiento con la máxima urgencia.

Confederación de Sociedades Científicas de España (COSCE)

Federación de Asociaciones Científico Médicas Españolas (FACME)

Crue Universidades Españolas

Alianza de Centros Severo Ochoa y Unidades María de Maeztu (SOMMa)

 

 

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Baile para dos en la nebulosa planetaria de la Hélice

Mar, 24/03/2020 - 15:53

Un equipo científico liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha utilizado el telescopio espacial TESS para estudiar el núcleo de varias nebulosas planetarias. Los datos analizados han mostrado claros signos de variabilidad, lo que sería compatible, en la mayoría de los casos, con la presencia de una estrella compañera. Esta binariedad podría explicar las morfologías tan complejas que presentan estos enigmáticos objetos.

Imagen de la nebulosa de la Hélice vista por el telescopio espacial Hubble. El recuadro de abajo a la derecha muestra la curva de luz de TESS de la estrella central (recuadro amarillo central), donde se ve la variabilidad detectada con un periodo de 2,8 días. Créditos de la imagen de fondo: NASA, ESA, C.R. O’Dell (Vanderbilt University), y M. Meixner, P. McCullough y G. Bacon (Space Telescope Science Institute)

 Nuestro Sol, con una edad aproximada de 4500 millones de años, está actualmente en la mitad de su vida. Dentro de otros 5000 millones de años, su tamaño aumentará hasta casi alcanzar la órbita de Marte, expulsando las capas externas de su atmósfera y formando lo que se conoce como una nebulosa planetaria. Esta fase final en la vida de las estrellas ocurre en un periodo de tiempo muy corto en términos astronómicos (de unos treinta mil a setenta mil años, aproximadamente), hasta que la nebulosa es disipada en el medio interestelar. Alrededor del 99% de las estrellas en el Universo acabarán sus vidas de esta forma.

Actualmente conocemos más de 3000 nebulosas planetarias en nuestra galaxia. El 80% de ellas presentan complejas morfologías, muy difíciles de explicar con el modelo básico de formación de nebulosas planetarias, que daría lugar a nebulosas más bien esféricas. Las fascinantes morfologías que se observan parecen indicar asimetrías durante el proceso de pérdida de masa de la estrella, algo que podría ser el resultado de interacciones binarias, es decir, de la estrella central con otra estrella compañera. Sin embargo, esta hipótesis de binariedad aún no tiene una clara evidencia observacional ya que, hasta la fecha, solo se han detectado unas 60 estrellas binarias centrales de nebulosas planetarias. Por eso, la detección de más estrellas binarias es imprescindible para el estudio en profundidad de esta fase de la vida de las estrellas como el Sol.

En el presente estudio, liderado por Alba Aller Egea, investigadora del Centro de Astrobiología, y recientemente publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, se han utilizado datos del telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, Satélite de búsqueda de exoplanetas en tránsito) para detectar estrellas binarias en el núcleo de varias nebulosas planetarias. “De las ocho estrellas centrales de nebulosas planetarias analizadas, siete muestran claros signos de variabilidad, compatible en la mayoría de los casos con la presencia de una estrella compañera. La octava, que no parece tener variabilidad al menos en los 27 días en los que se han tomado los datos, es la única nebulosa planetaria aparentemente esférica de la muestra, algo que corroboraría la teoría de la binariedad”, señala Aller. De especial interés son los resultados obtenidos para la nebulosa de la Hélice (en la imagen). Esta nebulosa es una de las más estudiadas y también una de las más cercanas a la Tierra (a unos 650 años luz). Como indica Aller, “gracias a los datos de TESS detectamos, por primera vez, una clara variabilidad en la luz que nos llega de su estrella central (lo que llamamos curva de luz, ver imagen). Esta variabilidad podría ser consistente con la presencia de una estrella compañera de baja masa o un objeto subestelar (como una enana marrón o un exoplaneta), que podría estar reflejando la luz de la estrella primaria, mucho más caliente. El periodo de dicha señal es de 2,8 días, que sería, de confirmarse esa estrella compañera, el tiempo en que ambas estrellas orbitarían la una alrededor de la otra”
.
“Los datos de TESS también nos han permitido analizar otras características intrínsecas de las propias estrellas, como las frecuencias de sus pulsaciones o la rotación, algo que hemos podido ver en dos de las estrellas de la muestra (NGC 246 y RWT 152)”, indica Sebastià Barceló Forteza, investigador del CAB y coautor del estudio.

Un aspecto importante que señalar es que “aunque este satélite nació con el principal objetivo de detectar planetas del tamaño de la Tierra, sus capacidades proporcionan una oportunidad única para investigar en otros muchos campos de la astrofísica, como hemos podido comprobar. Al observar todo el cielo, TESS nos da acceso a una infinidad de casos científicos por explotar. Y al hacerlo con una cadencia de 2 minutos nos permite ver fenómenos con una variabilidad muy rápida y de forma muy precisa, ya que nos permite detectar variaciones en la luz de las estrellas de hasta 100 partes por millón (100 ventanas apagadas en un rascacielos de 1 millón de ventanas encendidas). En este caso, hemos empleado los datos de este satélite para un campo diferente del propósito principal del telescopio, lo que nos permitirá entender mejor la muerte de estrellas como el Sol”, comenta Jorge Lillo-Box, investigador del CAB y coautor del estudio.

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Diluvio de hierro en un exoplaneta

Mié, 11/03/2020 - 17:00

Un equipo científico internacional liderado por la Universidad de Ginebra y con participación del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y del Instituto de Astrofísica de Canarias, ha descubierto un exoplaneta gigante con temperaturas diurnas capaces de vaporizar el hierro, y que podría condensar en gotas de lluvia en las regiones nocturnas. El hallazgo ha sido posible gracias al nuevo instrumento ESPRESSO instalado en el telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO).

Impresión artiística de la atmósfera del planeta WASP-76b. Crédito: ESO

Los investigadores han utilizado el Very Large Telescope (VLT, telescopio muy grande) de ESO situado en Cerro Paranal en el desierto chileno de Atacama para observar el exoplaneta WASP-76b, situado a unos 390 años luz de distancia en la constelación de Piscis. Se trata de un exoplaneta gigante extremadamente caliente, con unas temperaturas diurnas que suben por encima de los 2400°C, lo suficientemente altas como para vaporizar metales como el hierro. Los fuertes vientos trasladan el vapor de hierro hacia las regiones nocturnas, más frías, con temperaturas que disminuyen hasta valores en torno a los 1500°C, que condensan el vapor en gotas que podrían precipitar como lluvia. “Se podría decir que este planeta se vuelve lluvioso por la noche, con la excepción de que llueve hierro”, dice David Ehrenreich, investigador de la Universidad de Ginebra y autor principal del estudio publicado hoy en la revista Nature.

WASP-76b no sólo presenta diferencias notables de temperatura entre las caras diurna y nocturna, sino que también tiene una química distinta en ambas regiones, según el nuevo estudio. Utilizando el nuevo instrumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, Espectógrafo Echelle para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables) instalado en el VLT, los investigadores identificaron por primera vez variaciones químicas en un exoplaneta gigante. Se ha detectado la firma inequívoca de la presencia de vapor de hierro en la zona del terminador, la frontera del planeta donde se pasa del día a la noche.

El fenómeno observado es debido a que el exoplaneta muestra siempre la misma cara a su estrella anfitriona, permaneciendo en noche perpetua en su cara oculta. Esta situación, conocida como “acoplamiento de marea”, es la misma que se da entre la Luna y la Tierra, y en ella el tiempo que tarda el exoplaneta en girar alrededor de su eje coincide con el tiempo que tarda en recorrer su órbita alrededor de la estrella anfitriona. El exoplaneta WASP-76b recibe miles de veces más radiación de su estrella anfitriona que la Tierra del Sol, lo que provoca que la temperatura en su cara diurna sea tan elevada que las moléculas se separen en átomos, y que metales como el hierro se encuentren en la atmósfera en forma de vapor.

Como señala María Rosa Zapatero Osorio, investigadora del CAB y coordinadora del equipo científico de ESPRESSO, “las observaciones muestran que el vapor de hierro es abundante en la atmósfera de la cara diurna y caliente de WASP-76b. Una parte de ese hierro es inyectada hacia la cara oscura del planeta debido a su rotación y los vientos atmosféricos. Allí, se topa con un ambiente enormemente más fresco, se condensa y precipita”.

El instrumento ESPRESSO fue diseñado originalmente para descubrir exoplanetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol, sin embargo, ha demostrado ser mucho más versátil. “Lo que tenemos ahora es una forma completamente nueva de rastrear el clima de los exoplanetas más extremos”, concluye Ehrenreich.

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El fin de la noche

Lun, 24/02/2020 - 15:16

Cuando el multimillonario y dueño de una de las mayores empresas del mundo, Elon Musk, decidió meter el hocico en la exploración espacial, muchos y muchas pensaron que traería prosperidad a la ciencia, que se abrirían nuevas posibilidades para desarrollar investigaciones y que una nueva Era espacial se acercaba. ¿El precio? Por aquél entonces no lo conocíamos. Y probablemente aún no lo conozcamos del todo. Cuando el dinero prostituye a la Ciencia, esta olvida su esencia misma.

El cielo nocturno, poblado de esos diminutos puntos de luz originados cientos, miles de millones de años atrás en lugares remotos de nuestro Universo y que solo ahora logran alcanzar nuestro planeta tras haber viajado por el inmenso vacío cósmico, ha sido objeto de deseo, admiración e incluso adoración en la historia de la humanidad. Pueblos enteros han mirado a la bóveda celeste con diferentes objetivos. Monumentos, templos y esculturas fueron orientados por motivos astronómicos en la antigüedad. La historia de la navegación es en realidad una historia de la observación del cielo nocturno y nuestra vida contemporánea está plagada de alusiones astronómicas. La observación del cielo nocturno no es solo un espectáculo en movimiento sino una constatación de nuestra insignificancia cósmica. El estudio del cosmos tiene implicaciones no solo en la ciencia básica y aplicada sino en cuestiones éticas, morales y filosóficas que, en última instancia, rigen nuestro comportamiento social.

El estudio del cosmos desde instalaciones con tecnologías punteras en tierra como los Observatorios de Calar Alto (Almería) o el Roque de los Muchachos (La Palma) en territorio español o las instalaciones del Very Large Telescope en Chile o el Observatorio de Mauna Kea en Hawaii, han permitido avances en nuestra concepción del Universo y el origen de nuestro propio Sistema Solar que hubieran sido imposibles sin ellas. No solo eso, el futuro próximo de la exploración astronómica ha apostado muy fuertemente por la observación desde tierra con el desarrollo y la proyección de instalaciones de alto valor como el E-ELT (European Extremely Large Telescope) o el TMT (Thirty Meter Telescope).

 

Observatorio de Calar Alto y cielo nocturno. Crédito: A. Martín Carrillo

 

 

La constelación de satélites irónicamente llamada Starlink (enlace estelar en inglés) fue concebida por la empresa SpaceX y anunciada en 2015. Su objetivo (el que venden y anuncian) es dotar de internet de banda ancha a cualquier punto del planeta. Por supuesto, no es una red gratuita. La compañía prevé generar unos ingresos de más de 30,000 millones de dólares en 2025 por el uso de esta red por parte de los ciudadanos, que por supuesto pagarán sus cuotas mensuales como todo hijo de vecino. La infraestructura necesaria para esto es una red de más de 42,000 satélites de 225 kilos cada uno orbitando la Tierra a altitudes entre 300 y 1500 kilómetros. En la actualidad el número total de satélites (incluyendo comunicaciones en la mayor parte y exploración astronómica en mucha menor medida) en órbita alrededor de la Tierra es de unos 2,000. A finales de 2020, SpaceX habrá enviado más de 1,500 de la red Starlink, duplicando en solo un año el número de objetos espaciales alrededor de nuestro planeta. Los 120 satélites lanzados por la empresa en enero de este año ya han producido un impacto relevante en la Astronomía observacional, afectando a nuestras imágenes astronómicas y al disfrute del cielo nocturno al que todos tenemos derecho.

Imagen de un grupo de galaxias desde el Observatorio Lowell (Arizona, EEUU) contaminada por el paso de los satélites Starlink. Crédito: Victoria Girgis/Lowell Observatory.

 

Lo más curioso de todo, es que para llenar nuestro cielo, el cielo de nuestro planeta, de miles de satélites de más de 200 kilos, SpaceX solo ha necesitado el permiso de la Agencia Estadounidense de Comunicaciones. No es ya solo el hecho de que una empresa estadounidense tenga la capacidad de apropiarse del cielo nocturno del todo el planeta sino que además quien da la luz verde a este macro proyecto espacial es una agencia de comunicaciones que nada tiene que ver con la exploración del cosmos. La ciencia básica, como siempre, ninguneada por una industria que no se entera de que en realidad depende de ella.

 

 

 

 

Simulación de la vista desde la Tierra del cielo nocturno incluyendo los satélites de Starlink.

 

 

 

 

 El cielo es la próxima frontera de recursos y materias primas. Estamos tan inmersos en esta vorágine de crecimiento capital a cualquier precio que la industria empieza a pensar en explotar los recursos más allá de nuestra atmósfera y no parecemos reaccionar de forma proporcional. Ya hay muchas empresas pensando en viajar a asteroides para explotar los minerales que poseen estos cuerpos celestes, que fueron los bloques con los que se construyeron los planetas del Sistema Solar y que se cree son los responsables de traer el agua a la Tierra y permitir así el desarrollo de la vida. Destruir asteroides como hemos destruido montañas enteras para extraer materias primas es un atropello a la ciencia, un insulto al Cosmos. El último Premio Nóbel de Física lo explicita en esta entrevista en la Universidad de Cambridge:

 

 

 

 

El Premio Nobel de Física 2019 y descubridor del primer planeta extrasolar, el Doctor Didier Queloz, habla sobre Starlink.

 

 

 

 

 Por todo ello, es excepcionalmente urgente la reacción de los gobiernos a nivel internacional para crear una legislación que blinde el derecho a un cielo nocturno oscuro (parece mentira que necesitemos legislar para esto). Los organismos e instituciones astronómicas a cualquier nivel han de reclamar y están reclamando a los gobiernos en todo el mundo que se frene esta locura industrial con una falta de planificación que llama poderosamente la atención. Si queremos que la noche siga siendo oscura, vamos a tener que pelearlo porque la industria, que disfraza de falsa equidad y solidaridad su crecimiento económico a cualquier coste social, no lo hará por sí misma. Y si no lo hacemos, el dinero acabará matándonos por aplastamiento. Salvemos nuestros cielos, evitemos el fin de la noche.

Jorge Lillo-Box
Investigador postdoctoral
Unidad María de Maeztu Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

Artículo publicado originalmente en Eppur si muove

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El subsuelo de Río Tinto como análogo terrestre de Marte

Jue, 30/01/2020 - 15:04

El Centro de Astrobiologiía (CAB, CSIC-INTA), en colaboración con la NASA, estudia desde el 2014 el entorno del Río Tinto en el marco del proyecto Life- detection Mars Analog Project –LMAP- (Proyecto de detección de vida en un análogo marciano). La finalidad de estas investigaciones es testear instrumentación diseñada para recoger muestras de Marte en futuras misiones espaciales, como es el caso del instrumento SOLID (Signs Of Life Detector. Detector de signos de vida), diseñado en el CAB.

Buscar rastros de vida, presente o pasada, en Marte es uno de los grandes objetivos de las misiones de exploración espacial actuales y futuras. Con la finalidad de probar la instrumentación diseñada para ello, los científicos acuden frecuentemente a los denominados análogos terrestres de Marte. Se trata de ambientes extremos que encontramos en la Tierra y que, por sus características (extrema aridez, alta radiación ultravioleta, elevado contenido en sales, temperaturas extremas, etc.) guardan algún tipo de similitud con determinadas regiones de Marte.

Uno de estos análogos marcianos lo encontramos en España, concretamente al suroeste de la Península Ibérica, en Huelva. Se trata de la cuenca del Río Tinto, considerada como análogo de Marte por la composición mineralógica de sus tierras que, por atravesar el mayor depósito de sulfuros masivos del mundo (la Faja Pirítica Ibérica), presenta altos contenidos de sulfatos y óxidos de hierro. Esta composición otorga a sus aguas una acidez extrema (pH entre 1,7 y 2,7. –El agua para consumo humano tiene un pH entorno a 7-). Entre los óxidos de hierro que podemos encontrar en Río Tinto está la hematita, y entre los sulfatos encontramos la jarosita. Ambos minerales fueron hallados en Marte por el rover Opportunity de la NASA. Se trata por lo tanto, de minerales con una gran relevancia astrobiológica. Por un lado, porque su presencia sugiere la existencia de agua en el pasado y, por otro, porque como compuestos ricos en hierro, son considerados buenos preservadores de materia orgánica y, por tanto, de posibles restos de vida.

En 2017 el Centro de Astrobiología, junto con el NASA Ames Research Center de EEUU, llevó a cabo en la zona del nacimiento del Río Tinto la última campaña enmarcada dentro del proyecto LMAP, de la que aún hoy se siguen analizando los datos y sacando nuevas conclusiones. Así, en un artículo publicado recientemente en la revista Astrobiology, y en el que participan varios investigadores del CAB, se describe en qué consistió esta campaña y se recogen los resultados de los datos analizados.

LMAP-2017 consistió en una campaña en la que, por medio de un equipo autónomo de taladro, instalado a bordo de una plataforma de la NASA (basada en las plataformas de aterrizaje de las misiones InSight y Phoenix), se realizó un taladro de 1 metro de profundidad en el suelo de Río Tinto. El sistema recogía muestras de suelo a intervalos de 20 cm de profundidad y las transfería a distintos equipos de análisis. Además, para comprobar la fidelidad del sistema robótico, los investigadores realizaron, en paralelo, una recogida manual de muestras y, posteriormente, sometieron a ambas a la misma batería de análisis.

Tal y como recoge el artículo, por un lado, se analizaron las muestras in situ con el instrumento SOLID (Signs Of Life Detector – Detector de signos de vida), un detector portátil de biomarcadores basado en la compatibilidad inmunológica frente a anticuerpos y que se está desarrollando en el CAB. Por otra parte, una vez en el laboratorio, las muestras recogidas se analizaron para lípidos y ADN; de tal forma que los tres tipos de biomarcadores (inmunológicos, lipídicos y genéticos) se interpretaron en contexto con la mineralogía y la geoquímica de la zona. “Los resultaron mostraron una presencia generalizada de comunidades microbianas asociadas en gran medida a variables abióticas, tales como la mineralogía”, señala Laura Sánchez-García, investigadora del CAB y autora principal del estudio.

Plataforma sobre la que se instaló el taladro automático durante la campaña LMAP-2017 en la cuenca del Río Tinto. ©CAB

“La heterogeneidad espacial que se observó pone de manifiesto la relevancia de considerar más de un punto de muestreo para lograr una buena cobertura y representatividad local de cara a futuras misiones astrobiológicas en Marte”, explica Sánchez-García. “Los resultados demuestran además que se puede adquirir y transferir muestra de suelo similar al marciano de hasta 1 metro de profundidad de forma robótica e inteligente, así como recuperar biomarcadores moleculares de distinta naturaleza”, añade.

El alto potencial de preservación de los lípidos y la elevada sensibilidad de los anticuerpos para detectar restos biológicos, convierte a ambos tipos de biomarcadores en componentes fundamentales para la misión IceBreaker, propuesta para buscar evidencias moleculares de vida en la subsuperficie helada de Marte.

 

 

Sobre el CAB

El Centro de Astrobiología (CAB) es un centro de investigación mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). Creado en 1999, fue el primer centro del mundo dedicado específicamente a la investigación astrobiológica. En abril del 2000, se convirtió en el primer centro asociado al NASA Astrobiology Institute (NAI). Su principal objetivo es estudiar el origen, presencia e influencia de la vida en el universo.

Se trata de un centro multidisciplinar, que alberga más de 120 técnicos y científicos especialistas en diferentes ramas. Además, cuenta con diferentes unidades de apoyo, como la Unidad de Cultura Científica, la Unidad de Gestión y una extensa librería científica.

Cabe destacar que en el CAB se ha desarrollado el instrumento REMS (Rover Environmental Monitoring Station) para la misión MSL de la NASA; se trata de una estación medioambiental que está a bordo del rover Curiosity, en Marte desde 2012. También se ha desarrollado el instrumento TWINS (Temperature and Wind sensors for INSight) para la misión InSight de la NASA, en Marte desde noviembre de 2018. En la actualidad se está trabajando en el desarrollo del instrumento MEDA (Mars Environtmental and Dynamics Analizer) para la misión Mars 2020 de la NASA; y en RLS (Raman Laser Spectrometer) para la misión de la ESA ExoMars 2020. El CAB también participa en diferentes misiones e instrumentos de gran relevancia astrobiológica tales como CARMENES, CHEOPS, PLATO, el telescopio espacial James Webb (JWST) con los instrumentos MIRI y NIRSPEC y la misión BepiColombo de la ESA al planeta Mercurio.

El CAB ha recibido la distinción como Unidad de Excelencia María de Maeztu en la convocatoria de 2017 del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, destinada a reconocer la excelencia en estructuras organizativas de investigación.

Contacto
Investigadores del Centro de Astrobiología:
Laura Sánchez García

Más información en este enlace.

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Premio Nobel de Física 2019: Cosmología y Exoplanetas

Mar, 10/12/2019 - 14:45

Anaximandro de Mileto, en el siglo V AEC, padre de la filosofía occidental, fue el primer pensador que especuló sobre la infinitud del cosmos y de mundos dentro de él. Los recipientes del Premio Nobel de Física 2019 continúan esta tradición y han contribuido, esta vez desde los datos y el análisis científico, según el comité Nobel, a la comprensión de la evolución del universo y nuestra posición en él.

 

 

Continúa aquí.

También en:

OpenMind: El fin del antropocentrismo bien vale la mitad de un Nobel

OpenMind: The End of Anthropocentrism is Well Worth Half a Nobel Prize

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Ritmo espacial: un agujero negro como reloj universal

Vie, 27/09/2019 - 08:48

Un equipo científico internacional liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha descubierto la variabilidad sin precedentes de la emisión de rayos X procedente del agujero negro situado en el núcleo de una galaxia activa (AGN). El nuevo fenómeno, acuñado como ‘erupciones cuasi-periódicas” (QPEs), ayudará a comprender algunos aspectos desconcertantes de la acreción de los agujeros negros.

imagen artística de un disco de acreción alrededor de un agujero negro con la silueta superpuesta del observatorio de rayos X XMM-Newton. © Ignacio de la Calle (ESAC).

 

La emisión de rayos X procedente del núcleo de GSN 069, una galaxia a unos 250 millones de años luz de la Tierra, se detectó por primera vez en el verano de 2010 durante una observación del telescopio espacial XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Desde ese año, los observatorios de rayos X XMM-Newton y Neil Gehrels Swift (NASA) han seguido observando la evolución de la emisión de GSN 069, constatando que ha ido decayendo lentamente con el tiempo, lo que sería consistente con la repentina destrucción de una estrella (probablemente una gigante) que se acercó demasiado y fue reforzada por las intensas fuerzas de marea del agujero negro, lo que se conoce como un ‘evento de disrupción de marea’.
Como señala Giovanni Miniutti, investigador del Centro de Astrobiología y autor principal del presente estudio, “aunque pudiera haber otras posibles explicaciones, sospechamos que ese estallido de rayos X de 2010 fue debido a la destrucción de una estrella en el núcleo de GSN 069; y el posterior decaimiento de la emisión, al acrecimiento de los restos de la estrella hacia el agujero negro central”. Los datos del estudio indican que se trata de un agujero negro con una masa de unas cien mil millones de veces la masa del Sol.
Aunque la observación de este tipo de eventos sea de gran importancia para estudiar en detalle los fenómenos de acreción (la adición de masa a partir de materia circundante) en los agujeros negros, la galaxia GSN 069 escondía todavía una inesperada sopresa para los investigadores.
Lo que ha descubierto recientemente el equipo de Miniutti y que ha sido publicado en la revista Nature, es un nuevo y espectacular fenómeno que está ocurriendo en GSN 069. En la víspera de Navidad de 2018, XMM-Newton detectó unas enormes erupciones de rayos X que se repetían, algo que nunca se había visto en galaxias activas. Durante estas erupciones ‘cuasi-periódicas’ (o QPEs, Quasi Periodic Eruptions), término acuñado por los autores, la emisión de rayos X de GSN 069 aumentaba en un factor de cien durante aproximadamente una hora, y el fenómeno se repetía cada 9 horas.
Dado el enorme interés del descubrimiento se realizaron de nuevo observaciones con los telescopios XMM-Newton y Chandra (NASA) en enero y febrero de 2019, que confirmaron que las erupciones se mantenían, al menos durante un par de meses.
Este extraordinario evento, observado por primera vez, permitirá mejorar la comprensión sobre algunos de los aspectos más desconcertantes asociados con la acreción de los agujeros negros.
Las erupciones cuasi periódicas de GSN 069 son un fenómeno tan nuevo que su origen físico necesita ser identificado todavía.
El equipo GSN 069 es una colaboración internacional liderada por el Centro de Astrobiología y con la participación de instituciones de España, EEUU, Reino Unido, Sudáfrica, Francia, Australia y Bélgica. El equipo utilizó datos astronómicos de los observatorios de rayos X SMM-Newton, Chandra y Neil Gehrel Swift, el Telescopio Espacial Hubble, el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), el Australia Telescope Compact Array (ACTA) y los radiotelescopios sudafricanos MeerKAT.

 

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El regreso a la Luna: perspectivas futuras

Mié, 11/09/2019 - 09:08

El presidente norteamericano Donald Trump ha presentado recientemente los planes de NASA para regresar a la Luna, esta vez supuestamente de manera definitiva. ¿Por qué ahora, quiénes tienen la capacidad,  qué implica y bajo qué premisas debe producirse ese regreso?

Si la primera carrera espacial solo tuvo como actores a EE UU y la extinta Unión Soviética, en la actualidad asistimos a un nuevo despliegue de declaraciones y misiones que, además de estos dos países (con Rusia como heredera de la URSS), incluye a un organismo internacional (la Agencia Espacial Europea), China, la India y, sorprendentemente, Israel. Nuevos competidores de carácter comercial se acercan también a la línea de salida.

 

Artemis, la ambición americana

La Agencia Espacial Norteamericana (NASA) ha anunciado un ambicioso programa que incluye misiones humanas a la superficie lunar, una estación de tránsito y, en un futuro más lejano, la exploración marciana. Esta iniciativa, bautizada como Artemis, incluye la llegada de una mujer a la superficie de nuestro satélite en el 2024 y misiones anuales. El objetivo es el polo sur lunar, donde se piensa que existe una cantidad considerable de agua helada, indispensable para la el desarrollo sostenible de las bases permanentes y para el subsecuente salto hacia Marte.

Los objetivos de Artemis tiene son eminentemente prácticos: la demostración de tecnologías, con un marcado contenido comercial en su desarrollo; garantizar el liderazgo norteamericano, incluyendo la expansión del impacto económico; la ampliación del número de socios comerciales; y servir como inspiración a futuras generaciones para que orienten sus carreras hacia áreas científico-tecnológicas.

Son tres las misiones planeadas. Se prevé que Artemis 1, sin tripulación, orbite alrededor de la Luna durante 10 días en 2020-2021. Artemis 2, ya con astronautas a bordo, sobrevolará a unos 8 900 km de la superficie en el 2022-2023. Los primeros seres humanos volverán a hollar la superficie lunar en el 2024 con Artemis 3. Entre 2025 y 2028 se han propuesto lanzamientos anuales tripulados, que permitirían la demostración de diferentes tecnologías in situ.

La Nasa estima que el programa tendría un coste de entre 20 000 y 30 000 millones de dólares. Sin embargo, solo el nuevo telescopio espacial JWST ha superado los 10 000 millones, tras 10 años de retraso. En la exploración espacial es necesario una buena dosis de realismo, objetivos bien definidos y mucha paciencia.

 

China, Israel, India y Europa

China posee un potente programa espacial caracterizado por su consistente visión a largo plazo (ausente en los vaivenes políticos occidentales, especialmente en el caso de España) y por cierta opacidad (actitud opuesta a los anuncios, a veces prematuros, que se pueden encontrar en EE UU).

Ya ha colocado dos vehículos en la superficie de la Luna. El último, denominado Yutu 2 (“Conejo de Jade 2”) en el 2019, con la misión Chang’e 4. El programa prevé el retorno de muestras con Chang’e 5 y 6, y exploraciones sistemáticas del polo sur y de las tecnologías necesarias para la construcción de una base con Chang’e 7 y 8.

Israel, en una iniciativa privada, y la India, con Chandrayaan-2 y la sonda Vikram, han intentado aterrizajes controlados este mismo año. Los fallos muestran las inmensas dificultades tecnológicas pero también la voluntad de otros organismos por acceder a los recursos lunares.

Las empresas norteamericanas Blue Origins y SpaceX anuncian misiones, a la vez que Nasa ha seleccionado a las compañías Astrobotic, Intuitive Machines y OrbitBeyond para el envío de instrumentos científicos y demostradores tecnológicos a la Luna en misiones robóticas.

La Agencia Espacial Europea ha desarrollado su propio programa de exploración, poniendo el énfasis en la cooperación internacional. Los objetivos para los próximos 10 años incluyen: el análisis de muestras, la caracterización del agua de los polos y otros componentes volátiles, el despliegue de instrumentos geofísicos y astronómicos, la caracterización del ambiente, incluyendo el efecto sobre la biología, y la identificación de posibles recursos.

 

¿Ciencia, explotación o prestigio?

Ante este despliegue de misiones cabe preguntarse cuál es verdadero objetivo de las naciones y organismos involucrados. La exploración lunar puede producir una información científica crucial, ya que solo conocemos de manera somera el mecanismo que dio lugar a la formación de nuestro satélite, posiblemente debida al impacto con un hipotético protoplaneta del tamaño aproximado de Marte, denominado Theia.

Nueve han sido las misiones que han traído muestras a la Tierra: las seis Apollo, con menos de 400 kilos, y tres soviéticas, con otro medio kilo. Otras 14 localizaciones han sido visitadas por naves robóticas. Debido a que la Luna contiene más información acerca de la formación e historia del Sistema Solar que la propia Tierra, su estudio nos permite remontarnos en el tiempo, pero es necesario ampliar las áreas estudiadas.

Por tanto, un programa sistemático, a largo plazo, es indispensable. Por otra parte, el envío de seres humanos es una decisión política y, posiblemente, una exploración robótica sería mucho más eficiente, rápida y de mucho menor riesgo. Esta es una evaluación que no se ha producido.

La Luna contiene diversos recursos de gran interés, como podría ser helio-3, un isótopo ligero de dos protones y un neutrón, que se podría usar como una fuente de energía de fusión. En cualquier caso, la viabilidad de la explotación comercial está por demostrar y que sea éticamente aceptable requiere un debate mucho más amplio.

Sea como fuere, las reclamaciones territoriales de los diversos cuerpos celestes están prohibidas por tratado internacional y, por tanto, existen numerosos problemas de carácter legal para la explotación comercial, a pesar de que el Senado norteamericano dio la luz verde en el 2016.

La exploración de la Luna y otros cuerpos del Sistema Solar presenta grandes desafíos científicos, tecnológicos y humanos. También es una de las grandes epopeyas de la humanidad. Puede convertirse en motivo de conflicto o en una palanca que refuerce la cooperación internacional. Será responsabilidad de todos, políticos, científicos, tecnólogos y ciudadanos, que esta fascinante aventura saque lo mejor de nosotros y se realice en beneficio de todos los seres humanos.

David Barrado
Centro de Astrobiología (CSIC/INTA)

 

Referencias:

50 años en la Luna: un pequeño paso…, MadrI+D, 2019

La expansión humana más allá del planeta Tierra, The Conversation, 2019.

La exploración de la Luna: ¿una nueva carrera espacial?, The Conversation, 2019

MÁS ALLÁ DE LA TIERRA. Próxima parada: exoplanetas”, Revista Telos, 2018.

H.R.2262 – U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act”, 1/25/2015 Public Law No: 114-90.

ESA Strategy for Science at the Moon”, ESA, 2019.

Artemis Program (Human Spaceflight — Moon to Mars), 2019

 

 

 

 

 

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Poesía y Ciencia: Stellar Death #1

Mar, 10/09/2019 - 13:55
 
STELLAR DEATH #1

No sé bien si danzo a tu alrededor
o compartimos un mismo centro:
en mi egocentrismo, eres tú quien gira.
Las referencias y las percepciones se confunden.

Advierto cómo tu energía se consume:
cómo te inflamas a cada nueva ola de ¿pasión?
Cómo te agotas en etapas más y más cortas.
(más y más intensas)
Una tras otra tus fuentes sucumben,
y, a borbotones, te expandes.

Solo tú cubres mi cielo,
solo tú, durante esos fugaces últimos instantes,
ocultas el resto del universo.
Hasta que en tu último estertor mortal
me abrazas y engulles.

“Polvo al polvo”, a mis orígenes regreso.
El ciclo completo, la epopeya termina.
Finalmente uno.

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50 años en la Luna: un pequeño paso…

Vie, 19/07/2019 - 09:38

Se cumple medio siglo desde que el primer hombre holló la superficie de nuestro satélite, dejando impresa en la memoria colectiva una gesta única. ¿Volveremos?¿ Será un paso hace la colonización del Sistema Solar? ¿Debemos hacerlo y bajo qué condiciones? Con motivo de este evento, el periodista Samuel A. Pilar nos formuló unas preguntas.

¿Qué utilidad científica tienen programas como Artemisa de la NASA, que prevé volver a la Luna en 2024?

El objetivo de Artemis es proporcionar a NASA los elementos para situar nuevamente a seres humanos sobre la superficie lunar. En este ocasión, de manera continuada y también como plataforma para futuras misiones tripuladas a Marte. La exploración lunar será en el polo sur,  donde hay una cantidad significativa de agua helada, necesaria tanto para la futura base lunar como para la producción del combustible necesario para el salto a Marte.

Ciertamente el regreso a la Luna producirá un interesantísima información científica. Por otra parte, el regreso de seres humanos es una decisión política y, posiblemente, una exploración robótica sería mucho más eficiente, rápida y de mucho menor riesgo. En cualquier caso, tampoco hay que olvidar la epopeya que una aventura de este tipo representa.

 

¿Sabemos ya todo acerca de la composición de la Luna?

No, solo conocemos de manera superficial el mecanismo que dio lugar a la formación de nuestro satélite, posiblemente debida al impacto con un hipotético protoplaneta del tamaño aproximado de Marte, denominado Theia. La Luna sigue siendo, a pesar de su proximidad, un cuerpo celeste repleto de misterios científicos.

¿Qué hemos aprendido de las muestras que trajeron las misiones Apolo que llegaron a la Luna?

Las seis misiones que alunizaron trajeron menos de 400 kilos de muestras de seis lugares. Tres sondas automáticas soviéticas añadieron medio kilo. Esto es, solo disponemos de muestras de nueve lugares. En total, 14 misiones no tripuladas se han posado en la Luna y se han realizado varios impactos controlados sobre su superficie. Todos estos experimentos han proporcionado cierto conocimiento sobre la superficie lunar pero, para ponerlo en perspectiva, deberíamos pensar en cómo describiríamos la composición de la Tierra si solo pudiéramos estudiar muestras de un par de docenas de puntos de su superficie. En cualquier caso, los minerales lunares que poseemos han proporcionado datos cruciales para entender su posible formación y su relación con la Tierra.

Un hecho interesante es que la Luna contiene más información acerca de la formación e historia del sistema solar que la propia Tierra. Las características de la atmósfera actual de nuestro planeta son totalmente diferentes a las de la atmósfera de la Tierra primitiva, la morfología del planeta también ha cambiado, sin embargo, el hecho de que la Luna no posea atmósfera implica que las huellas de los impactos de meteoritos que nuestro satélite ha sufrido desde su formación, hace 4500 millones de4 años, están aún en su superficie.

¿Puede ayudar la Luna en la búsqueda de vida fuera de la Tierra?

De manera indirecta, sí. En primer lugar, como base para continuar la exploración del Sistema Solar, pero también como plataforma para la posible construcción de grandes telescopios. No está claro, sin embargo, que sea la estrategia óptima.

¿Existen en la Luna minerales que puedan ser explotados comercialmente?

La Luna posee minerales de gran interés científico. Por ejemplo, se ha hablado mucho del Helio-3 (un isótopo ligero del Helio, cuyos átomos tienen dos protones y un neutrón en su núcleo). Hay estudios que prevén el uso de Helio-3 como una fuente de energía de fusión en el futuro, debido al gran poder energético que proporcionaría. Se piensa también que la abundancia de Helio-3 en la Luna es mayor que en la Tierra, encontrándose embebido en la capa superficial del polvo lunar, depositado allí por el viento solar durante miles de millones de años.

En cualquier caso, que la explotación comercial será viable está por demostrar. Que sea éticamente aceptable requiere un debate mucho más amplio. Las reclamaciones territoriales de los diversos cuerpos celestes están prohibidas, y por tanto, en la actualidad existen numerosos problemas de carácter legal.

El acceso a los cuerpos del sistema solar debería estar restringido a la investigación científica (al igual que en la Antártida).

Benjamín Montesinos y David Barrado

Centro de Astrobiología (CSIC/INTA)

Para saber más:

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CARMENES descubre dos planetas potencialmente habitables alrededor de una pequeña estrella de la vecindad solar

Mar, 18/06/2019 - 14:57

Un estudio internacional realizado por el consorcio CARMENES, del que forma parte el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), ha descubierto dos pequeños planetas terrestres alrededor de la Estrella de Teegarden, una estrella enana roja de la vecindad solar. Ambos planetas tienen una masa similar a la de la Tierra y su temperatura podría ser lo suficientemente suave como para albergar agua líquida en su superficie.

Recreación artística del sistema de la Estrella de Teegarden. ©Un. de Göttingen.

Situada a una distancia de solo 12,5 años luz, en la constelación de Aries, con un radio siete veces menor que el solar y con un 8% de la masa del Sol, la Estrella de Teegarden es una de las estrellas enanas rojas más pequeñas que se conocen. A pesar de su proximidad, la Estrella de Teegarden es tan tenue (1.500 veces más débil que el Sol) que no fue identificada hasta el año 2003. Las observaciones que han permitido descubrir los planetas han sido realizadas con el instrumento CARMENES (Calar Alto High-Resolution Search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs), un espectrógrafo óptico y de infrarrojo cercano de alta resolución construido en colaboración con 11 instituciones de investigación españolas y alemanas, entre ellas el Centro de Astrobiología. CARMENES está instalado en el telescopio de 3,5m del Centro Astronómico Hispano Alemán de Calar Alto, en Almería.

El método utilizado para la detección de los planetas es conocido como técnica Doppler. Cuando un planeta se mueve en su órbita alrededor de una estrella, provoca en esta un pequeño movimiento de acercamiento y alejamiento que induce un efecto sutil de desplazamiento Doppler en la luz observada procedente de la estrella. La sensibilidad del instrumento CARMENES es tal que puede llegar a medir este desplazamiento con una gran precisión.

Infografía de la zona habitable de diferentes estrellas, entre ellas la Estrella de Teegarden. Créditos: Chester Harmen, Planets: PHL@UPR Arecibo, NASA/JPL.

Las mediciones Doppler de la Estrella de Teegarden mostraron la presencia de, al menos, dos nuevos exoplanetas, que han sido denominados Teegarden b y c. Los datos indican que el planeta Teegarden b, situado a una distancia de la estrella del 2,5 % de la distancia Tierra-Sol, tiene una masa similar a la de la Tierra y un periodo orbital de 4,9 días. El planeta Teegarden c es también similar a la Tierra en términos de masa, completando su órbita en 11,4 días y distando de la estrella un 4,5 % de la distancia Tierra-Sol. Dado que la Estrella de Teegarden irradia mucha menos energía que el Sol, las temperaturas en estos planetas deberían ser templadas y podrían, en principio, albergar agua líquida en su superficie, especialmente el más exterior, Teegarden c. Este tipo de planetas son el objetivo principal para futuras búsquedas de vida más allá de nuestro sistema solar.

 

Nota de prensa completa.

Más incormación sobre el Centro Astronomico de Calar Alto y el instumento CARMENES.

 

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CHEOPS, el nuevo satélite cazaplanetas, listo para lanzamiento

Sáb, 30/03/2019 - 13:19

Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite), la próxima misión de la ESA para el estudio de exoplanetas, está lista para su lanzamiento.

Cheops en CASA – Airbus Defence and Space, Madrid

 

Para nosotros, Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), tiene un significado muy especial:

+ Cheops fue elegido en un proceso competitivo por la Agencia Espacial Europea (ESA). El  CAB propuso otra misión del mismo tipo (Planet Vision) que llegó a la última ronda, pero Cheops salió vencedora.

+ El estudio que había hecho CASA (Airbus) para adaptar la plataforma del satélite de observación de la Tierra Ingenio era tan bueno que ESA les dio el contrato para la construcción del satélite, la integración dle telescopio y los ensayos. El procesos se realizó en las instalaciones de  San Fernando de Henares, en Madrid.

+ A través del Centro de Desarrollo Técnológico e Industrial (CDTI) se financió además el centro de control (MOC: Mission Operation Center), uno de los pocos de misiones ESA no gestionados por ESA, que ha sido desarrollado por la empresa española GMV.  El MOC de Cheops se encuentra junto al CAB-Torrejón (CEIT: Centro Espacial INTA Torrejón).

+ Una de las antenas del MOC es la VIL-1, situada en Villafranca, que se ha adaptado y se controla desde el CAB-Villafranca (localizado en el European Space Astronomy Center, ESAC, uno de los centros de referencia de la ESA, situado en Madrid).

+ Un investigador del CAB, David Barrado, es miembro del Core Science Team. Otros tres investigadores españoles forman parte del CST: Ignasi RIbas (ICE-IEEC,  CSIC), Enric Pallé (IAC) y Roi Alonso (IAC).

Así que esta misión tiene una gran contribución española y, en particular de INTA y del CAB,  y será una excelente introducción a lo que dentro de unos años hará PLATO, el gran cazador exoplanetario de la ESA, cuyo lanzamiento está previsto que se realize en el 2026.

Cheops es de los pocos casos en que tanto el satélite como el telescopio se han terminado varios meses antes de la fecha límite, en parte gracias al buen trabajo de nuestros colegas de Airbus CASA. Esperemos que se lance sin contratiempos el próximo otoño y sea un éxito de todos.

Miguel Mas Hesse
Director Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA)
Unidad de Excelencia María de Maeztu

 

Más información sobre Cheops en este enlace.

 

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‘Cultura con C de Cosmos’: astronomía y la astrobiología a través del arte

Mar, 20/11/2018 - 02:07

El proyecto divulgativo Cultura con C de Cosmos (C3) busca explicar la astronomía a través del arte y viceversa. Está impulsado por el Centro de Astrobiología, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

La fascinación por el cosmos y los avances científicos en astronomía y otras disciplinas afines han tenido una profunda repercusión en la cultura, desde las artes plásticas a la literatura, la música y la danza. Y, a la vez, la imaginación y creatividad de los artistas han servido como inspiración y estímulo para promover importantes desarrollos de la ciencia. El proyecto Cultura con C de Cosmos (C3) surge de ese constante diálogo entre el estudio del universo y su reflejo en las manifestaciones artísticas a lo largo de la historia.

Pinche aquí para ver el vídeo

El proyecto espera transmitir al público esa relación tan fecunda a través de numerosas actividades que tendrán lugar entre octubre de 2018 y marzo de 2019 en museos y otras instituciones culturales de Madrid, entre ellas el Ateneo de Madrid, Fundación Telefónica, Museo Arqueológico Nacional, Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, Museo del Romanticismo, Museo del Traje, Museo Geominero, Museo Nacional de Artes Decorativas, Museo Nacional de Ciencia y Tecnología, Museo Nacional de Ciencias Naturales, Museo Naval de Madrid y Real Jardín Botánico.

Tanto la exposición como el conjunto del proyecto C3 pretende mostrar que las artes, las humanidades y la ciencia no son compartimentos estancos: constituyen los tres pilares, profundamente interconectados, sobre los que se asienta el edificio que llamamos cultura.

CSIC Comunicación

Agenda completa Octubre 2018 – Marzo 2019

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El Centro de Astrobiología es reconocido como Unidad de Excelencia María de Maeztu

Lun, 19/11/2018 - 14:04

El Centro de Astrobiología , reconocido como Unidad de Excelencia María de Maeztu por el Ministerio de Ciencia,Innovación y Universidades

El Centro de Astrobiología (CAB), un centro mixto de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), ha rec ibido la distinción como unidad de excelencia María deMaeztu en la convocatoria de 2017 del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, destinada a reconocer la excelencia en estructuras organizativas deinvestigación.

El pasado viernes 16 de noviembre fue publicada la Resolución de la Presidencia de la Agencia Estatal de Investigación (AEI) por la que se conceden ayudas públicas y las acreditaciones correspondientes a la convocatoria 2017 para Centros de excelencia «Severo Ochoa» y Unidades de excelencia «María de Maeztu», del Subprograma Estatal de Fortalecimiento Institucional. En ella, el CAB recibió la distinción como unidad de excelencia María de Maeztu con el programa ‘Evaluando la emergencia de vida como un fenómeno universal mediante la exploración planetaria’, cuya dirección científica estará a cargo del investigador David Barrado Navascués, profesor de investigación de INTA.

Las nuevas unidades María de Maeztu dispondrán de una financiación de 500.000 euros anuales durante cuatro años. Son estructuras de investigación estables sin personalidad jurídica propia que pueden estar integradas por la totalidad o parte de la plantilla de investigación de un centro, departamento universitario o instituto de investigación. En la evaluación han participado más de un centenar de científicos internacionales de reconocido prestigio.

Sobre el CAB

El Centro de Astrobiología (CAB) es un centro de investigación mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). Creado en 1999, fue el primer centro del mundo dedicado específicamente a la investigación astrobiológica. En abril del 2000, se convirtió en el primer centro asociado al NASA Astrobiology Institute (NAI). Su principal objetivo es estudiar el origen, presencia e influencia de la vida en el universo. Además de entender el fenómeno de la vida tal y como lo conocemos (su emergencia, desarrollo, adaptabilidad a ambientes extremos, etc.), también involucra la búsqueda de vida fuera de la Tierra (exobiología), la habitabilidad y la exploración planetaria. El desarrollo de instrumentación avanzada es también uno de sus objetivos más importantes.

El CAB es un centro multidisciplinar, que alberga científicos especialistas en diferentes ramas, como biología, química, geología, física, genética, ecología, astrofísica, planetología, ingeniería, matemáticas, informática, etc.; además cuenta con diferentes unidades de apoyo, como la Unidad de Cultura Científica, la Unidad de Gestión y una extensa librería científica.

Actualmente, más de 120 investigadores y técnicos trabajan en el Centro de Astrobiología en diferentes proyectos científicos, tanto nacionales como internacionales y además coordina diversos proyectos europeos. En el CAB se ha desarrollado el instrumento REMS (Rover Environmental Monitoring Station) para la misión MSL de la NASA; se trata de una estación medioambiental que está a bordo del rover Curiosity, en Marte desde 2012. Además, el Centro participa en las próximas misiones a Marte: con el instrumento TWINS para la misión InSight de la NASA, y que llegará al planeta rojo en noviembre; el instrumento MEDA para la misión Mars 2020, también de la NASA; y, finalmente, con RSL para la misión de la ESA ExoMars 2020. El CAB también participa en diferentes instrumentos de gran relevancia astrobiológica en desarrollo y/o explotación, tales como CHEOPS, PLATO, JWST/MIRI,
JWST/NIRSPEC.

UNIDAD DE CULTURA CIENTÍFICA DEL CAB
Paula Sánchez Narrillos
Juan Ángel Vaquerizo

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Un nuevo camino para entender la formación y evolución de los planetas rocosos

Mar, 27/03/2018 - 08:28

Un equipo internacional, con participación del Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA), ha descubierto un sistema planetario cuyo exoplaneta más interno tiene el tamaño de la Tierra pero una composición similar a Mercurio. La existencia de este tipo de planetas es más común de lo que se pensaba hasta ahora y con este hallazgo se abre un nuevo camino para conocer los procesos que dieron lugar a la aparición de los planetas rocosos en el Sistema Solar.

Imagen de Mercurio obtenida por la nave espacial Messenger de la NASA que revela pequeñas fallas en su superficie. © NASA/JHUAPL/Carnegie Institution of Washington/USGS/Arizona State University

Mercurio es, junto con Venus, la Tierra y Marte, un planeta rocoso. Sin embargo, su composición es diferente: mientras que Venus, la Tierra y Marte tienen una masa y un radio de aproximadamente un 30% de núcleo metálico y un 70% de manto de silicatos, Mercurio tiene estos porcentajes invertidos, con un 70% de núcleo metálico y un 30% de manto de silicatos. Las diferentes investigaciones que han tratado de explicar esta disparidad y por qué la composición de Mercurio es tan rica en metales plantean que o bien el planeta se formó desde el inicio con esa composición tan peculiar, o bien que su composición ha ido evolucionando como consecuencia de la pérdida de parte de su manto.

El investigador del Centro de Astrobiología David Barrado forma parte del equipo internacional que ha descubierto un sistema planetario alrededor de una estrella denominada K2-229, similar al Sol en temperatura y edad. Este sistema fue detectado con el observatorio espacial Kepler mediante el método de tránsitos planetarios (ocultaciones similares a los eclipses). Gracias a las observaciones realizadas con instrumentación en tierra, concretamente el espectrógrafo HARPS del Observatorio Austral Europeo (ESO) localizado en La Silla (Chile), los investigadores han podido confirmar la naturaleza planetaria de los tres objetos detectados. El más llamativo de estos objetos ha sido el más interno (K2-229b), que tiene el tamaño de la Tierra, pero que presenta una composición similar a la de Mercurio. El estudio pertenece a un proyecto más amplio liderado por el investigador Alexandre Santerne, del Centre National de la Recherche Scientifique (Francia).

El estudio, publicado en la revista Nature Astronomy, muestra que K2-229b orbita mucho más cerca de su estrella de lo que lo hace Mercurio del Sol, y su temperatura “diurna” puede llegar a alcanzar los 2.330K. Para Barrado, “esta proximidad posiblemente provoque que su manto, la parte más externa del planeta, se volatilice y que se forme una atmósfera de vapores de silicatos”. Parte de esta materia se podría haber perdido en el espacio, lo que explicaría la singular composición del planeta. “Una explicación alternativa sería el impacto con asteroides de gran tamaño, de manera análoga a lo que le sucedió a la Tierra cuando se formó la Luna”, señala Barrado.

Con este descubrimiento se confirma que la existencia de planetas similares a Mercurio es mucho más común de lo que se pensaba en un principio. De hecho, hasta hace unos años, Mercurio era considerado el planeta más pequeño. Sin embargo, en 2013 un equipo científico, en el que también participó Barrado, descubrió un exoplaneta mucho más pequeño, Kepler-37b. Se trataba del planeta interior de Kepler-37, un sistema con tres planetas transitando alrededor de una estrella parecida a nuestro Sol, aunque más pequeña y fría. Los investigadores determinaron entonces que Kepler-37b, debido a su tamaño extremadamente pequeño y a su superficie altamente irradiada era, probablemente, un planeta rocoso sin atmósfera ni agua, similar a Mercurio.

El exoplaneta K2-229b es, por lo tanto, un excelente laboratorio para conocer las condiciones de formación de análogos de Mercurio, que será estudiado por la sonda europea BepiColombo (cuyo lanzamiento está previsto a finales de este año), y también del resto de planetas rocosos del Sistema Solar.

Diagrama comparativo de las propiedades de K2-229b, Mercurio y la Tierra, y las respectivas estrellas y sistemas planetarios. Crédito EFE/Miguel Mulas.

Sobre el CAB

El Centro de Astrobiología (CAB) es un centro de investigación mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). Creado en 1999, y asociado al NASA Astrobiology Institute (NAI), fue el primer centro del mundo dedicado específicamente a la investigación astrobiológica. Su objetivo es estudiar, desde una perspectiva transdisciplinar, el origen, presencia e influencia de la vida en el universo.

En el centro trabajan biólogos, químicos, geólogos, astrofísicos, planetólogos, ingenieros, informáticos, físicos y matemáticos, entre otros. Además de todo lo que tiene que ver con la comprensión del fenómeno de la vida tal y como lo conocemos (su emergencia, condiciones de desarrollo, adaptabilidad a ambientes extremos, etc.), también involucra la búsqueda de vida fuera de la Tierra (exobiología) y sus derivaciones, como son la exploración espacial (planetología) y la habitabilidad. El desarrollo de instrumentación avanzada es también uno de sus objetivos fundamentales.

Actualmente, más de 120 investigadores y técnicos trabajan en el CAB en diferentes proyectos científicos tanto nacionales como internacionales. En el CAB se ha desarrollado el instrumento REMS (Rover Environmental Monitoring Station), una estación medioambiental a bordo de la misión Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA que explora actualmente Marte. También participa en las próximas misiones a Marte tanto de la NASA (instrumentos TWINS para InSight y MEDA para Mars2020) como de la Agencia Espacial Europea, ESA (instrumento RLS para ExoMars2020).

Paula Sánchez Narrillos
Unidad de Cultura Científica
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

PD (DByN): Cobertura en distintos medios:

EFE/FuturoUn nuevo exoplaneta ayudará a entender la formación de Mercurio

COPE (audio): Un nuevo exoplaneta abre la puerta a comprender la formación de Mercurio

El Mundo: Un exoplaneta del tamaño de la Tierra y la composición de Mercurio

ABCDescubren otro Mercurio con un «año» de 14 horas

RTVE/Telediario: Hallan un exoplaneta que abre la puerta a comprender la formación de Mercurio

Clarín: Así es el planeta K2-229b, que tiene el tamaño de la Tierra

EuropaPress: Científicos descubren un ‘Mercurio’ fuera del sistema solar

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¿El huevo o la gallina? Descubrimiento de un posible flujo radial en un disco protoplanetario

Vie, 22/12/2017 - 13:58

El descubrimiento de una peculiar estructura en el disco protoplanetario que rodea una estrella joven, y su relación con la posible formación de un sistema planetario sirve para plantearnos nuevas preguntas pero también para evidenciar las diferentes conexiones entre ciencía básica y los desarrollos tecnológicos. El uso combinado de principios físicos fundamentales y los telescopios e instrumentación mas punteros ha hecho posible este descubrimiento.

En una nota de prensa recientemente publicada1,2 se resumen los resultados observacionales que  mis colaboradores y yo hemos obtenido en relación con el objeto denominado “HD 100546”. Se trata de una estrella joven rodeada de un disco protoplanetario en el cual se estaría formando, según sugieren investigaciones previas, al menos dos planetas. Nuestro resultado mas relevante ha sido el descubrimiento de una estructura en forma de barra que conecta la parte externa e interna del disco a través del “gap” o agujero central que separa ambas partes (Figs. 1 y 2). Proponemos que el escenario mas plausible para entender dicha estructura es un flujo de material que parte del disco externo y alimenta el disco interno, lo que permitiría a la estrella central crecer (“acretar”) al ritmo al que lo hace. Este tipo de chorros son muy poco frecuentes y, en caso de que nuestra hipótesis se confirme, sería un caso excepcional en el que el flujo abarcaría una escala muy pequeña (chorros de materia similares se han observado en escalas típicas diez veces mas grandes), y en una estrella aislada (anteriormente se observaron en sistemas binarios o múltiples, con mas de una estrella), lo que eventualmente relacionaría la estructura encontrada con la presencia de planetas adicionales aun no detectados. Los detalles pueden consultarse en las referencias arriba indicadas, o en el propio artículo publicado en “Astronomy & Astrophysics”3. En esta entrada me centro en describir no los resultados de la detección en sí, sino cómo esta ha sido posible: a partir de una técnica de imagen de “alta resolución” y “alto contraste”.

Luz polarizada en el rango óptico de HD 100546 (distancia 109 parsec = 356 años-luz). Se indica la posición de la estrella central (cruz blanca, cuya luz es anulada en las observaciones), el disco externo, la posición del candidato-planeta más interno (c), así como el posible chorro, dentro del gap. Se indica el tamaño aproximado de la órbita de Plutón alrededor del Sol, como referencia. Adaptado de Mendigutía et al. (2017).

La expresión “alta resolución” indica que hemos podido observar escalas angulares muy pequeñas. Para comprender de qué se esta hablando exactamente hay que revisar algunos datos: El cielo observable desde el horizonte hasta el cénit abarca 90 grados, cada grado se divide en 60 minutos de arco, y cada minuto a su vez contiene 60 segundos de arco. Bajo este esquema, la luna llena abarca un ángulo de medio grado aproximadamente, o lo que es lo mismo, 30 minutos de arco. Aunque este es un ángulo relativamente pequeño, aun podemos “resolverlo” a simple vista. De hecho el máximo “poder de resolución” del ojo desnudo es de uno o dos minutos de arco, por lo que dos objetos a una distancia angular mas pequeña serían indistinguibles el uno del otro a no ser que usemos algún instrumento que nos proporcione mas poder de resolución. Con estos números en mente podemos hacernos una idea de las escalas que hemos explorado en nuestras observaciones: las estructuras mas pequeñas que se observan en las Figs. 1 y 2 abarcan escalas angulares de unos pocos mili-segundos de arco, esto es, ~ 90000 veces mas pequeño que el diámetro aparente de la luna, o ~ 4500 veces mas pequeño que lo que podríamos resolver a simple vista. Para poder resolver estas pequeñísimas escalas angulares se necesitan los telescopios mas grandes disponibles, en concreto, usamos un “Very  Large Telescope”4 del Observatorio Europeo Austral5, en Chile. El nombre del telescopio es tan poco original como descriptivo, pues se trata efectivamente de un telescopio muy grande, con un espejo primario de mas de ocho metros. Pese a que este tamaño es en principio suficiente para poder detectar la escala angular arriba mencionada, la atmósfera de la Tierra introduce un factor limitante a través de la distorsión que introduce en las observaciones. Para lidiar con este efecto hicimos uso de un sistema de “óptica adaptativa”, que permite eliminar las perturbaciones introducidas por la atmósfera corrigiendo las observaciones en tiempo real.

 

Ampliación mostrando el flujo de materia a través del gap. Se indica de nuevo la posición de la estrella central. El disco interno, detectado en observaciones anteriores, no puede observarse aquí, pero se indica su posición con un tamaño similar al de la órbita Marte. Adaptado de Mendigutía et al. (2017).

Respecto al “alto contraste”, el término se refiere a la diferencia en brillo respecto a la estrella central, que es de cientos a miles de veces mas brillante que lo que realmente queríamos observar: el disco protoplanetario que la rodea. Este problema de contraste se hace evidente en una carretera por la noche, cuando lo único que vemos son las luces de los faros y no los propios coches (al menos hasta que no están lo suficientemente cerca como para distinguir la luz que en ellos se refleja). De alguna manera necesitábamos enmascarar el intenso brillo de la propia estrella para quedarnos con la tenue luz reflejada en el disco. Para ello aprovechamos una propiedad fundamental de la luz: la polarización. Cuando una piedra cae en un lago las moléculas de agua oscilan arriba y abajo mientras que la onda se propaga perpendicularmente a dicha oscilación. En el caso de la luz, la onda se propaga perpendicularmente a la oscilación del campo electromagnético. Cuando esta oscilación ocurre en todas direcciones por igual, se dice que la luz se encuentra en estado “no polarizado”, mientras que si oscila preferentemente en direcciones específicas la luz está “polarizada”. La luz directa de una estrella, como el Sol, no está polarizada, mientras que al reflejarse, por ejemplo en la nieve de una montaña, se introduce cierto grado de polarización. Las “gafas polarizadas” que usan montañeros y esquiadores, o los filtros que a veces se utilizan en las cámaras fotográficas, aprovechan este efecto para filtrar la luz reflejada y evitar destellos indeseados. En nuestro caso lo que filtramos es la luz directa de la estrella (no polarizada), y nos quedamos solo con el reflejo (polarizado) en el disco mediante una técnica de “polarimetría diferencial” realizada con el instrumento de última generación “SPHERE”6.

La observación del disco alrededor de HD 100546 y la eventual detección de un flujo radial aportan un granito de arena mas a nuestro entendimiento sobre el origen de sistemas planetarios similares al nuestro. Esta contribución ha sido posible gracias al uso combinado de las técnicas observacionales enumeradas, lo cual sólo se ha podido realizar a partir de un telescopio y un instrumento que utilizan las tecnologías mas punteras. A su vez, el desarrollo de este tipo de tecnologías, muchas veces con aplicación directa en otros ámbitos, nace frecuentemente de requerimientos puramente científicos -como observar estructuras que brillan y abarcan muy poco en el cielo- y se basan en principios físicos básicos -por ejemplo, la propiedad de la polarización de la luz, descubierta y estudiada ya en los siglos XVII y XVIII-. Los ejemplos de esta relación bidireccional entre ciencia y tecnología son muy numerosos, y se dan en todas las ramas de la ciencia, no sólo en la astronomía. Intentar sacar rédito de la tecnología y la “ciencia aplicada” olvidando invertir en “ciencia básica” sería como pretender obtener huevos sin disponer de gallinas (y viceversa).

Ignacio Mendigutía

Centro de Astrobiología (CSIC-INTA),

https://ignaciomendigutia.wixsite.com/astro

1:  http://bit.ly/2AcHsU4
2: http://www.cab.inta.es/es/noticias/329/descubierto-el-cordon-umbilical-de-una-estrella-en-formacion
3: “The protoplanetary system HD 100546 in H-alpha polarized light from SPHERE/ZIMPOL. A bar-like structure across the disk gap?”; I. Mendigutía, R.D. Oudmaijer, A. Garufi, S.L. Lumsden, N. Huélamo, A. Cheetham, W.J. de Wit, B. Norris, F.A. Olguin y P. Tuthill. 2017, Astronomy & Astrophysics, 608, A104

https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2017/12/aa31131-17/aa31131-17.html

4:  https://youtu.be/LY_zLR9kE1w
5:  http://www.eso.org/public/spain/
6:  https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/instruments/sphere.html

 

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