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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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LP 890-9c, planeta potencialmente habitable

En órbita a LP 890-9, una estrella enana roja también conocida como TOI-4306 o SPECULOOS-2 y situada a unos 100 años-luz de la Tierra, se ha corroborado la existencia de un planeta y descubierto otro más. El recién descubierto se halla dentro de la zona habitable alrededor de su estrella, la franja orbital en la cual el calor recibido de la estrella, al no resultar insuficiente ni excesivo, permite la existencia de agua líquida en la superficie de un planeta de tipo terrestre.

La investigación que ha culminado con estos hallazgos es obra del equipo internacional de Laetitia Delrez, de la Universidad de Lieja en Bélgica.

El primer planeta, LP 890-9b (o TOI-4306b), el más cercano a su estrella, fue inicialmente identificado por el telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. Este planeta, que es un 30 por ciento más grande que la Tierra, completa una órbita alrededor de la estrella en solo 2,7 días. Dado que está demasiado cerca de su estrella (a unos 2,8 millones de kilómetros), su temperatura es demasiado elevada para que resulte factible la vida en él.

El segundo planeta, LP 890-9c (o SPECULOOS-2c), es aproximadamente un 40 por ciento más grande que la Tierra. Por tamaño, es similar a LP 890-9b, pero tiene un período orbital más largo, de unos 8,5 días. Está a una distancia adecuada de su estrella (a casi 6 millones de kilómetros) para que el calor recibido de ella sea el adecuado para permitir la existencia de agua líquida en su superficie. El flujo estelar incidente en LP 890-9c es de aproximadamente un 91 por ciento del incidente en la Tierra. En teoría, sería un planeta un poco más frío que el nuestro, pero, dependiendo de la composición química de la atmósfera, podría experimentar un efecto invernadero que retuviera calor e hiciera de él un mundo más caliente que la Tierra.

El revelador estudio sobre los planetas de LP 890-9 se titula “Two temperate super-Earths transiting a nearby late-type M dwarf”. Y se ha publicado en la revista académica Astronomy and Astrophysics.

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Los mundos más ricos en agua que la Tierra pueden ser más comunes de lo creído

El agua es un ingrediente esencial para la vida en la Tierra, y el ciclo del agua contribuye a mantener el clima de nuestro planeta estable y benévolo. Así, en la búsqueda de vida en nuestra galaxia los planetas con agua líquida en la superficie figuran entre los candidatos idóneos. Un nuevo estudio sugiere que muchos de los planetas conocidos como supertierras o minineptunos pueden albergar grandes cantidades de agua, con composiciones de hasta un 50% de roca y un 50% de agua. (En comparación, la Tierra está compuesta por solo un 0,02% de agua). Pero el agua de esos mundos se encuentra posiblemente bajo la corteza, en lugar de fluir por la superficie en forma de océanos o ríos.

Gracias a los avances en los instrumentos de observación, el hallazgo de planetas en otros sistemas solares aumenta a pasos de gigante. Y un mayor número de planetas bien caracterizados permite identificar patrones demográficos, igual que observar la población de una ciudad entera puede revelar tendencias difíciles de detectar a nivel individual.

En el estudio recién publicado se analizan todos los planetas detectados en estrellas enanas rojas (de clase espectral M), un tipo de estrellas menos masivas que el Sol y las más abundantes en nuestra galaxia, la Vía Láctea. “Fue una sorpresa descubrir evidencias de tantos mundos acuáticos que orbitan el tipo de estrella más común en la galaxia”, apunta Rafael Luque, coautor del estudio e investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) en España y de la Universidad de Chicago en Estados Unidos. “Tiene enormes consecuencias para la búsqueda de planetas habitables”.

Los hallazgos de planetas en torno a enanas M son numerosos, pero se trata de hallazgos indirectos, realizados gracias al estudio de los efectos de los planetas sobre sus estrellas: bien analizando la disminución de brillo que se produce cuando el planeta pasa por delante de su estrella, o estudiando el pequeño tirón gravitatorio que el planeta ejerce sobre ella al girar a su alrededor.

“Cada una de las dos formas diferentes de descubrir planetas te aporta una información complementaria. Al captar la disminución de brillo producida cuando un planeta cruza frente a su estrella podemos determinar el diámetro del planeta, y al medir la diminuta atracción gravitacional que un planeta ejerce sobre una estrella podemos calcular su masa”, apunta Enric Pallé, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias y de la Universidad de La Laguna, en España, y coautor del trabajo.

Combinando el diámetro y la masa puede medirse la composición del planeta, y determinar si se trata, por ejemplo, de un planeta gigante gaseoso como Júpiter o de un planeta pequeño, denso y rocoso como la Tierra. Al estudiar una población de cuarenta y tres planetas, emergió una imagen sorprendente: la baja densidad de un gran porcentaje de los planetas sugiere que estos planetas son probablemente mitad roca y mitad agua.

Aunque la primera idea que puede surgir al contemplar esas proporciones apunte a grandes océanos, estos planetas se encuentran tan cerca de sus soles que si existiera agua en la superficie se hallaría en una fase gaseosa supercrítica, lo que aumentaría su radio. “Pero eso no es lo que vemos en las muestras, lo que sugiere que el agua no está en forma de océano superficial», explica Rafael Luque, que realizó gran parte del estudio durante su tesis en el Instituto de Astrofísica de Canarias.

El hallazgo contradice la idea generalizada de que estos mundos son o bien secos y rocosos o bien tienen una extensa y tenue atmósfera de hidrógeno, helio, o ambos. Por el contrario, estos mundos se dividen claramente en dos familias: rocosos o acuáticos. Este escenario refuerza una de las teorías de formación planetaria más aceptadas, que sugiere que los mundos rocosos se forman en las partes internas de sus sistemas solares, mientras que los mundos acuáticos se forman en las regiones más externas y después migran hacia el interior con el tiempo.

Aunque los indicios resultan convincentes, el siguiente paso consiste en obtener una prueba irrefutable de que estos planetas son mundos acuáticos, lo que se espera conseguir con el telescopio espacial James Webb (JWST), recientemente lanzado al espacio por la NASA y sucesor del telescopio espacial Hubble.

El nuevo estudio se titula “Density, not radius, separates rocky and water-rich small planets orbiting M dwarf stars”. Y se ha publicado en la revista académica Science.

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El origen del primer reptil planeador

Desde que en 1907 se descubrieron los primeros restos fósiles del Coelurosauravus elivensis, el primer reptil planeador del mundo, se ha venido produciendo un intenso debate sobre cómo vivía realmente este animal durante el Período Pérmico Tardío (hace entre 260 millones de años y 252 millones) y cómo encajaban unas con otras las partes de su cuerpo.

Después de más de un siglo, por fin hay suficientes fósiles para crear una reconstrucción casi perfecta del esqueleto de esta inusual criatura con aspecto de dragón, y unos científicos han realizado esta labor, descubriendo por qué la evolución llevó a la aparición de este reptil.

El estudio lo ha llevado a cabo el equipo internacional de Valentin Buffa, de Museo Nacional de Historia Natural en París, Francia.

Buffa y sus colegas han descubierto que fue un cambio en la cubierta forestal lo que empujó al desarrollo de la capacidad de volar en este animal, aunque dicha capacidad estuvo limitada a planear.

Los reptiles de los que deriva el Coelurosauravus elivensis se desplazaban de un árbol a otro como parte de su vida cotidiana. La cubierta forestal, o más concretamente el dosel arbóreo, o sea el “tejado” formado por las copas de los árboles, era lo bastante tupido como para transitar de un árbol a otro andando o dando pequeños saltos. Cuando se produjo un cambio en la cobertura forestal que condujo a un mayor espaciamiento entre árboles, pasar de uno a otro se volvió cada vez más difícil, y la necesidad de dar saltos cada vez más largos, manteniendo al mismo tiempo un buen control de la dirección en el trayecto aéreo, acabo promoviendo en estos animales adaptaciones anatómicas que les ayudaban a transitar entre árboles mediante un vuelo por planeo. Este era el modo más eficaz de desplazarse entre árboles y fue el promovido por la evolución.

El estudio se titula “The postcranial skeleton of the gliding reptile Coelurosauravus elivensis Piveteau, 1926 (Diapsida, Weigeltisauridae) from the late Permian Of Madagascar”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Vertebrate Paleontology.

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