Ciencias y Nuevas Tecnologías
Confirmado: Theia chocó contra la Tierra y formó la Luna
Una nueva serie de medidas de dos isótopos del oxigeno de la Luna confirman que nuestro satélite natural se formó a partir de la colisión contra nosotros de otro cuerpo de tamaño planetario hace unos 4.500 millones de años. El trabajo, presentado durante la Conferencia de Geoquímica Goldschmidt, en California, se publica esta semana en Science.
La mayoría de los científicos creen que la Luna se formó a partir del impacto contra la Tierra de un cuerpo del tamaño del planeta Marte, al que se le ha dado el nombre de Theia. La inmensa cantidad de escombros producidos por la colisión (probablemente la mayor de las sufridas por la Tierra en toda su historia) formó una densa nube de residuos alrededor de nuestro mundo que, obedeciendo las leyes de la gravedad, se fueron uniendo hasta dar forma a lo que hoy es nuestro satélite.
Y ahí es donde surge el problema. De hecho, la extraordinaria similitud hallada entre los ratios de estos elementos en la Tierra y la Luna entran en conflicto con la idea de que nuestro satélite está formado, en su mayor parte, por materiales procedentes de Theia. Si fuera así, su composición debería diferenciarse claramente de la de la Tierra. Algo que, en la práctica, no sucede.
Rocas lunares traídas por astronautas
Ahora, un grupo de investigadores alemanes, liderados por Daniel Herwartz, han aplicado una serie de tecnicas nuevas y más refinadas para comparar las proporciones de dos isótopos del oxígeno en varias muestras lunares llegadas a la Tierra en forma de meteoritos. Sin embargo, decidieron decidieron reforzar sus conclusiones analizando muestras más «frescas», ya que las utilizadas habían podido cambiar sus isótopos al entrar en contacto con el agua de la Tierra.
Esas nuevas muestras fueron proporcionadas a los investigadores por la NASA, y procedían de la colección de rocas lunares traídas directamente a nuestro planeta por los astronautas de las misiones Apolo 11, 12 y 16. Y resultó que contenían niveles significativamente más altos de los isótopos de oxígeno analizados que sus homólogos terrestres.
Según Herwartz, «las diferencias son pequeñas y resultan difíciles de detectar, pero están ahí. Lo cual significa dos cosas: primero, que ahora podemos estar razonablemente seguros de que la gran colisión se produjo. Y segundo, que por fin podemos hacernos una idea de la geoquímica de Theia. Parece que Theia tuvo que ser muy similar a lo que nosotros llamamos «condritas de tipo E». Y si eso es cierto, podremos predecir la composición geoquímica e isotópica de la Luna, que es una mezcla de materiales de Theia y de la Tierra. El siguiente objetivo es saber cuánto material de Theia ha sobrevivido en la Luna».
Un error de menos de 3 partes por millón
La mayor parte de los modelos estiman que entre un 70% y un 90% de la Luna está compuesto de materiales de Theia, mientras que entre el 10% y el 30% restante procede de la Tierra primitiva. Sin embargo, algunos modelos argumentan todo lo contrario y defienden que no puede haber más de un 8% de Theia en la Luna actual. El doctor Herwartz afirma que los nuevos datos indican que sería posible una mezcla del hasta el 50% (mitad Theia, mitad Tierra), aunque se necesitan nuevas investigaciones para confirmarlo.
La técnica utilizada por el equipo de científicos es capaz de analizar las muestras y sus isótopos a un sorprendente nivel de detalle: 12 partes por millón (con un margen de error de más/menos 3 partes por millón). Mucho más de lo que cualquier análisis había conseguido hasta ahora.
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Comienza la cuenta atrás para observar el «cometa del siglo» a simple vista
El cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS), popularmente conocido como “el cometa del siglo”, fue descubierto desde el Observatorio Tsuchinshan (Purple Mountain) en China el 9 de enero de 2023 y confirmado posteriormente por el programa automatizado de vigilancia ATLAS desde Sudáfrica el 22 de febrero.
A finales de este mes, será visible a simple vista. Su coma o envoltura de gas y polvo puede ser incluso tan brillante como las estrellas más luminosas. Sin embargo, habrá que madrugar para encontrarlo entre las luces del alba.
¿POR QUÉ SABEMOS QUE SERÁ VISIBLE Y CUÁNDO?
Predecir el comportamiento de un cometa es difícil porque depende de muchos factores. La sublimación de sus hielos superficiales, bajo el influjo radiactivo del Sol, tiene que ser eficiente y emitir a la cola del cometa suficiente polvo micrométrico para que esta sea visible. Deben ser justo de ese tamaño para que dispersen la luz visible.
A veces esa sublimación de hielos es extrema y la alteración acuosa hace que el propio objeto se derrumbe, algo que predijo el célebre experto Znedek Sekanina en un artículo reciente sobre este cometa.
A pesar de tales augurios, el cometa Tsuchinshan-ATLAS parece capaz de sobrevivir al perihelio (su máxima proximidad al Sol) y nos dará la oportunidad de observarlo tras pasar por él.
POLVO EN UNA CURIOSA GEOMETRÍA
El abundante contenido de partículas de polvo de este cometa, unido a la geometría en que observaremos su reaparición entre las luces del alba, harán que su núcleo tenga un brillo de una magnitud similar a la de las estrellas más luminosas del cielo. Sin embargo, su reaparición a baja altura y en plena luz del alba no lo pondrán fácil.
Existe un fenómeno físico, conocido como dispersión hacia adelante, que puede hacerlo parecer aún más brillante. Cuando los rayos del Sol iluminen la coma del cometa, las partículas de polvo y hielo reflejarán la luz solar, que se dispersa hacia el observador. Conocemos que ese fenómeno desempeña un importante papel en los bruscos estallidos luminosos experimentados por algunos cometas.
Ese fenómeno puede hacer que en esos días el cometa sea suficientemente brillante para ser visible. Si no se consigue a simple vista debido a la luz del alba, deberemos probar con prismáticos. Para localizarlo, hay que buscarlo en la esquina de un triángulo equilátero que formará junto a Régulo y Denébola, estrellas de la constelación de Leo.
La peculiar geometría que contemplaremos durante el paso por el perihelio del cometa Tsuchinshan-ATLAS visto desde la Tierra también ejemplificará la variabilidad típica en la apariencia de los cometas. De hecho, podremos ver en pocas noches cómo giran las colas del cometa a principios de octubre, incluso permitiendo ver la llamada anticola, producida por partículas que se avanzan al cometa. Esto ha sido simulado en una preciosa animación del astrónomo aficionado Nicolas Lefaudeux.
EL COMETA VISIBLE A FINALES DE SEPTIEMBRE
Durante el verano no hemos podido verlo porque su distancia angular al astro rey, la llamada elongación, es tan pequeña que no nos permite separarlo de la luz diurna. Eso cambiará a partir de finales de septiembre, cuando el cometa retorne en el cielo del alba, apenas media hora antes de la salida del Sol y tras pasar por el perihelio el día 28. Esa configuración será más favorable para los observadores del hemisferio sur, aunque también se podrá intentar verlo desde lugares elevados y libres de obstáculos en el horizonte este desde México, España y Portugal, entre otros países.
Así, como apuntaban en Sky & Telescope, a finales de septiembre podremos aprovechar la proximidad relativa a la Luna gibosa menguante, en tránsito hacia la fase nueva, y su relativa proximidad a la constelación de Leo, para recuperarlo. Será recomendable usar primero unos prismáticos de 7×50 ó 10×50 aumentos, o el buscador de nuestro telescopio. El cometa será una estrella difusa cercana al horizonte, similar a la apariencia de un cúmulo globular.
EL RETORNO DEL COMETA AL CIELO DEL ATARDECER EN OCTUBRE
El cometa volverá a ser engullido por la luz del crepúsculo a principios de octubre, pero a partir de mediados de ese mes veremos cómo progresivamente se separa angularmente del Sol y comienza a verse con menor dificultad en la primera hora de la tarde, hacia el oeste.
Será la última oportunidad de verlo a simple vista o con prismáticos antes de su definitivo alejamiento. Sin embargo, tanto los astrofotógrafos como los aficionados a la astronomía podrán seguir observándolo con telescopio.
La recomendación para visualizarlo es buscar un lugar alto, con el oeste, bien alejado de la contaminación lumínica. De nuevo harán falta unos prismáticos y saber a dónde apuntar.
Los cometas, como Tsuchinshan-ATLAS, son astros caprichosos, y las órbitas en las que cruzan el sistema solar no siempre son favorables para verlos desde nuestro planeta. Sin embargo, estos astros errantes siempre son un atractivo para contemplar los fenómenos celestes que acontecen a nuestro alrededor, y empequeñecernos por su magnitud y belleza.
Josep M. Trigo Rodríguez, Investigador Principal del Grupo de Meteoritos, Cuerpos Menores y Ciencias Planetarias, Instituto de Ciencias del Espacio (ICE – CSIC).
Fuente: National Geographic España.
Josep M. Trigo Rodríguez / *The Conversation.
Ciencias y Nuevas Tecnologías
Un misterioso objeto espacial se mueve tan rápido que pronto podría abandonar la Vía Láctea
En astronomía, la colaboración de ciencia ciudadana es común, especialmente en proyectos que requieren el análisis de grandes cantidades de datos. Estos ciudadanos, a menudo voluntarios sin formación profesional en astronomía, ayudan a identificar objetos inusuales o eventos en imágenes y datos recolectados por telescopios.
En este caso, los voluntarios del proyecto Backyard Worlds: Planet 9 ayudaron a identificar un objeto que presentaba una velocidad inusualmente alta, lo que sugiere que pronto podría abandonar la Vía Láctea, nuestra galaxia, y adentrarse en el espacio intergaláctico.
Este intrigante objeto, que probablemente sea una tenue estrella roja (una estrella de baja masa y temperatura, generalmente más fría y menos luminosa que el Sol), se desplaza a una velocidad asombrosa de aproximadamente 2,1 millones de kilómetros por hora, lo que contrasta significativamente con la velocidad orbital del Sol, que es de 720.000 kilómetros por hora. Para ponerlo en perspectiva, esta velocidad es unas 1.700 veces más rápida que un avión comercial, lo que significa que podría viajar de la Tierra a la Luna en menos de 12 minutos. Esto se corresponde al 0,1% de la velocidad de la luz.
Si se confirma su naturaleza, este sería el primer caso conocido de una estrella de baja masa con «hipervelocidad», denominada J1249+36, un descubrimiento que ha generado gran entusiasmo en el mundo científico. Denominada J1249+36, tras su identificación inicial, motivados por su impresionante velocidad, que corresponde al 0,1% de la velocidad de la luz.
EL ENIGMA DE SU IDENTIDAD
Este enigmático objeto se desplaza a una velocidad tan alta que podría escapar de la atracción gravitatoria de la Vía Láctea, pero su baja masa ha complicado su clasificación inicial, generando incertidumbre sobre si es una estrella de baja masa, que brilla débilmente, o una enana marrón, un objeto celeste con una masa intermedia entre la de las estrellas y los planetas, que no es lo suficientemente masivo como para iniciar la fusión nuclear en su núcleo como lo hacen las estrellas.
Las observaciones realizadas con varios telescopios terrestres, como el Observatorio W. M. Keck en Hawái, sugieren que la estrella podría ser una subenana L, es decir, una estrella con una masa significativamente menor y una temperatura más fría que la del Sol.
Las subenanas frías son las estrellas más antiguas de la galaxia, y la composición metálica de J1249+36, especialmente su baja concentración de elementos como el hierro, refuerza esta idea.
No obstante, aún quedan preguntas por responder sobre la verdadera naturaleza de este objeto. Según cálculos recientes, su masa podría situarse en el límite inferior permitido para las estrellas, lo que deja abierta la posibilidad de que no sea una estrella en absoluto, sino una enana marrón.
TEORÍAS SOBRE SU ORIGEN
Los científicos han propuesto dos posibles escenarios que podrían explicar la velocidad y la trayectoria de J1249+36. En un primer escenario, se plantea que la estrella era compañera de una enana blanca, el núcleo restante de una estrella que ha agotado su combustible nuclear. En parejas estelares de este tipo, la enana blanca puede arrebatar masa a su compañera y, tras una explosión de supernova, la estrella acompañante podría ser liberada y lanzada a gran velocidad fuera de la galaxia. Sin embargo, la ausencia de restos visibles de la explosión hace difícil confirmar esta teoría.
Otra hipótesis sugiere que J1249+36 podría haber sido expulsada de un cúmulo globular, una agrupación esférica y densa de estrellas. Se cree que en el centro de estos cúmulos podrían existir agujeros negros que, al formar pares binarios, pueden catapultar a cualquier estrella cercana hacia el exterior a velocidades extremas. Simulaciones recientes han demostrado que esta interacción de tres cuerpos podría haber enviado a la subenana en su veloz trayectoria.
La idea de que J1249+36 podría haber sido eyectada de un cúmulo globular es particularmente fascinante, ya que estos cúmulos contienen algunas de las estrellas más antiguas de la galaxia, con edades superiores a los 13.000 millones de años. El estudio de estas estrellas de baja masa, como J1249+36, que son difíciles de observar debido a su tenue brillo, podría arrojar luz sobre los primeros pasos en la formación y evolución de nuestra galaxia.
En última instancia, este hallazgo no solo es un testimonio del poder de la colaboración entre científicos y ciudadanos, sino también una puerta abierta a nuevos descubrimientos que podrían cambiar nuestra comprensión de los confines de la galaxia y los objetos que la habitan.
Fuente: National Geographic España.
Sergio Parra.
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El sistema solar: qué es, cómo se formó y datos principales
El Universo es un lugar enorme. Sus dimensiones son tan colosalmente grandes que incluso resultan difíciles de imaginar para los astrónomos más experimentados. Se trata de un lugar plagado de estrellas, nebulosas, galaxias, agujeros negros, planetas, lunas, asteroides y otros muchos tipos de objetos astronómicos. Sin embargo, en medio de toda esa inmensidad cósmica, existe un lugar, un pequeño rincón del universo que podemos considerar nuestro hogar; la cuna en la que todo comenzó para nuestra especie: ese lugar recibe el nombre de sistema solar.
¿Qué es el sistema solar?
El sistema solar es un sistema planetario. Un sistema planetario está constituido por una estrella (o en ocasiones un conjunto de estrellas) y los cuerpos celestes que giran a su alrededor, es decir, que se encuentran bajo la influencia de su campo gravitatorio, ya se trate de planetas con sus respectivas lunas, planetas menores, asteroides, cometas, o polvo estelar.
En el caso del sistema solar, la estrella que da forma a todo el sistema planetario es el Sol, el cual ocupa el centro de un enorme disco de material que se extiende por más de 30.000 millones de kilómetros, en el que como decíamos, se encuentran sus ocho planetas y demás objetos celestes.
¿Cuáles son las partes del sistema solar?
La mayor parte del sistema solar, al igual que sucede con el resto de sistemas planetarios, es espacio vacío. Sin embargo, alrededor de todo ese espacio existen multitud de objetos influenciados por la gravedad del Sol, los cuales componen el sistema solar.
Como no podía ser de otra manera, el Sol es la parte más importante del sistema solar. Se encuentra en su centro, y todos los objetos del sistema solar están influenciados por su gravedad. Se trata de una estrella de tipo G, también conocidas como enanas amarillas, que se encuentra aproximadamente en la mitad de su vida, a día de hoy de unos 4.600 millones de años. El sol está formado por tres cuartas partes de hidrógeno y una de helio, gira sobre su propio eje, alrededor del cual tarda 25 días en dar una vuelta, y por si mismo representa aproximadamente del 99,86 % de la masa total del sistema solar.
Por su tamaño, los siguientes objetos más importantes del sistema solar son los planetas, los cuales podemos dividir en dos clases diferentes. Así, ocupando las orbitas internas del sistema solar se encuentran Mercurio, Venus, La Tierra y Marte. Se trata de los planetas de menor tamaño, por su posición en el sistema solar conocidos como planetas interiores y por su naturaleza sólida de roca y metal también denominados planetas rocosos. Por contrapartida, en las órbitas más externas del sistema solar encontraremos los planetas exteriores, mucho más grandes y compuestos por gas, motivo por el que son denominados como gigantes gaseosos y gigantes de hielo. Así, en orden a su distancia del Sol encontramos a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
A parte de los planetas, también se conocen en el sistema solar 5 de los denominados planetas enanos. Como su nombre indica, se trata de objetos de mucho menor tamaño caracterizados por poseer la gravedad suficiente como para haber adquirido una forma esférica, sin embargo no la suficiente como para haber limpiado la vecindad de sus órbita de otros objetos, lo que les diferencia de los planetas. Estos son Ceres, ubicado en el cinturón de asteroides, entre Marte y Júpiter, y Plutón, Haumea, Makemake y Eris, también denominados como plutoides y localizados en el llamado cinturón de Kuiper.
El cinturón de asteroides es una región del sistema solar situada entre las órbitas de Marte y Júpiter que albera una gran cantidad de pequeños objetos formados por roca y hielo, en su mayoría asteroides, los cuales se cree que son los restos de un planeta que nunca llegó a formarse debido a la influencia gravitatoria de Júpiter. Más de la mitad la masa total del cinturón está contenida en 5 objetos: Ceres, el planeta enano; y los asteroides Palas, Vesta Higia y Juno.
El cinturón de Kuiper es una región del sistema solar situada más allá de la órbita de Neptuno. Es similar al cinturón de asteroides, pero es mucho más grande: 20 veces más ancho y hasta 200 veces más masivo, y al igual que este, se compone principalmente de pequeños objetos residuales de la formación del sistema solar, en este caso compuestos principalmente por agua, metano y amoniaco en forma de hielo.
La nube de Oort es una nube esférica de objetos que se encuentran más allá de la órbita de Neptuno, hasta a un año luz de distancia del Sol. Según las estimaciones, esta nube podría albergar entre 1.000 y 100.000 millones de objetos formados por hielo, metano y amoníaco que podrían sumar una masa de 5 veces la del planeta Tierra.
¿Dónde se encuentra el sistema solar?
El sistema solar forma parte de nuestra galaxia, la Vía Láctea, una galaxia del tipo espiral barrada que tiene un diámetro aproximadamente 105.000 años luz entre sus extremos más distantes. En su estructura, la Vía Láctea, está conformada por dos brazos espirales principales, llamados del Escudo-Centauro y Perseo, y dos brazos secundarios, los de Norma y Sagitario. Nuestro Sistema Solar se encuentra en el brazo de Orión o Local, el cual forma parte del brazo espiral de Sagitario. El Sol, es decir, la estrella alrededor de la que gira todo el sistema solar, a su vez se mueve a 210 kilómetros por segundo dentro de la Vía Láctea y tarda 225 millones de años en completar una vuelta alrededor del centro de la galaxia. Es lo que los científicos conocen como un año galáctico.
Respecto a nuestros vecinos en la galaxia, para encontrar otro sistema planetario hemos de viajar al menos a 4,4 años luz hasta llegar a Alfa Centauri, un sistema de 3 estrellas en el que por el momento se han encontrado 2 planetas de aproximadamente el tamaño de la Tierra.
¿Cuáles son los límites del sistema solar?
¿Dónde empieza y acaba el sistema solar? Sin duda se trata de una pregunta de no fácil respuesta. El 4 de noviembre del año 2019, la NASA anunció que la sonda espacial Voyager 2, había abandonado el sistema solar tras 40 años de su partida desde la Tierra. Su sonda gemela, la Voyager 1, ya lo había conseguido 7 años antes, en marzo de 2012 ¿Pero a qué se refería la NASA?
Según la agencia espacial americana, las sondas, ambas los objetos creados por el ser humano que más se han alejado de la Tierra jamás, habían salido de la heliosfera, es decir, la región espacial que se encuentra bajo la influencia del viento solar y su campo magnético, y atravesado la heliopausa, una línea imaginaria que constituye el límite de la heliosfera y en la que el viento solar se une al medio interestelar e interactúa con el viento estelar procedente de otras estrellas.
¿Cómo se formó el sistema solar?
Los científicos tienen múltiples teorías que tratan de explican cómo se formó el sistema solar, sin embargo, una de las más aceptadas propone que antes de existiera el sistema solar, su lugar lo ocupaba una enorme nube de gas molecular que se acumulaba cada vez en mayores cantidades y densidad debido a las bajas temperaturas que imperan en la mayor parte del Universo.
La teoría parece indicar que llegado cierto momento, bien debido al colapso gravitatorio de este gas interestelar (acreción por gravedad), o bien motivado por un aporte de energía procedente de la explosión de una estrella o supernova cercana, tuvo lugar el nacimiento de una protoestrella.
Esta protoestrella, es decir, nuestro Sol en estado gestación, continuó atrayendo gas y materia formando un disco de material alrededor de la misma y a partir del cual se formarían los planetas. Posteriormente, la protoestrella alcanzaría una densidad y presión suficiente como para que en su interior se iniciasen los procesos de fusión nuclear que caracterizan a estos astros, convirtiendo en su seno el hidrógeno en helio, y dando lugar a su vez al origen del viento interestelar que limpió de escombros las órbitas de los planetas actuales.
Durante todo este proceso y a partir de todo el material que no se incorporó al Sol, también se formaron los planetas, lunas o asteroides. Como decíamos, este material formó un disco masivo alrededor del Sol primitivo. En el interior del disco quedaron los materiales más pesados, los cuales se unieron a causa de la misma gravedad dando origen a los planetas rocosos. Tras formarse el Sol, el viento solar también arrastró los materiales más ligeros al exterior del sistema solar, donde se produjo la formación de los gigantes gaseosos.
Fuente: National Geographic España.
Héctor Rodríguez.