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Ciencias y Nuevas Tecnologías

El telescopio espacial James Webb, nuestro nuevo ojo en el universo

El telescopio espacial más avanzado del mundo será puesto en órbita el próximo 24 de diciembre. Esta maravilla de la ingeniería espacial permitirá acercarnos como nunca a los confines del universo y servirá para arrojar nueva luz en la búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar. Te contamos los detalles.

Representación del Telescopio Espacial James Webb

Si no hay ningún imprevisto, el Telescopio Espacial James Webb alcanzará dentro de un mes el punto de Lagrange 2 (uno de los cinco puntos entre la Tierra y el Sol en el que siempre se mantiene la misma distancia entre ambos cuerpos celestes), situado a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta.

Después de años de retrasos y más de 10.000 millones de dólares de inversión -casi 10 veces más que lo presupuestado-, el próximo 24 de diciembre el Telescopio Espacial James Webb será, por fin, enviado al espacio desde la Guyana Francesa. Pero, más allá de estas polémicas, el observatorio más caro de la historia espacial permitirá a la comunidad científica conocer misterios insondables del universo, como la formación de las primeras galaxias o la existencia de indicios de vida en planetas extrasolares.

El James Webb es el telescopio espacial más grande y más potente del mundo. Sin embargo, precisamente su enorme tamaño presenta un importante desafío para la comunidad científica. Para hacernos una idea, el conjunto de espejos de observatorio mide unos 6,5 metros de diámetro, lo que determina una superficie colectora de luz 7 veces mayor a la del Hubble, lo que se traducirá en una potencia hasta 100 veces superior a la del antiguo telescopio espacial.

Ese sistema de espejos, llamado Optical Telescope Element, tiene una valiosa misión: captar la luz del espacio para dirigirla hacia los instrumentos científicos encargados de su análisis. Está formado por 18 segmentos hexagonales hechos de berilio y recubiertos de una película de oro, diseñados para funcionar como una única pieza, aunque plegados de tal forma que puedan caber en el interior de un cohete.

La clave está en los espejos hexagonales

Gracias que están formados a partir de piezas de seis lados se reducen los huecos entre las piezas. Si los segmentos fueran circulares, por ejemplo, siempre quedaría algún hueco entre ellos. De este modo la simetría permite maximizar las prestaciones ópticas del telescopio. Por otro lado, la forma hexagonal consigue asimilarse aun círculo, lo que permite enfocar la luz en un punto compacto. Un espejo ovalado, por ejemplo, daría imágenes alargadas, mientras que uno cuadrado enviaría parte de la luz fuera de la región central.

El escudo térmico, una pieza clave

Sin embargo, si hay un elemento indispensable para el buen funcionamiento del telescopio,ese es el escudo térmico. Para poder detectar señales débiles de luz, el observatorio deberá mantenerse a una temperatura muy baja. Para ayudar a este fin, el James Webb cuenta con una especie de parasol gigante que lo protegerá de las fuentes eternas de luz y calor (como el Sol, la Tierra y la Luna), o del propio calor emitido por el telescopio. Se trata de una estructura del tamaño de una pista de tenis que proporciona sombra y reduce la temperatura, algo indispensable para el buen funcionamiento del observatorio.

De manera más específica, este dispositivo consta de 5 finas capas milimétricas compuestas de un material sintético llamado kapton y recubiertas de silicona. La capa más externa, expuesta directamente al Sol, llegará a los 85 ºC de temperatura, mientras que la más interna y cercana al telescopio, situada solo a unos pocos centímetros de distancia, permanecerá a unos -233 °C.

Captando la luz infrarroja

Otra de las diferencias con otros observatorios astronómicos es el tipo de luz con el que trabajan. A diferencia del Telescopio Espacial Hubble, que captaba especialmente luz visible y ultravioleta, el James Webb se centrará en la luz infrarroja, un espectro de baja frecuencia que arrojará pistas sobre los confines del universo. Eso se debe a que, debido a que el universo se encuentra en constante expansión, los cuerpos celestes más lejanos, continúan alejándose, lo que provoca que la luz que viaja a través de esas galaxias lejanas siga expandiéndose, ‘estirándose’. Gracias a cuatro instrumentos de gran precisión, el James Webb será capaz de captar esas luces infrarrojas (de longitudes de ondas de entre 0,6 y 28,5 micrómetros) emitidas desde los confines del universo.

En busca del universo primigenio

Una de las principales misiones del James Webb será acercarnos a una parte de la historia del universo nunca antes captada: el nacimiento del universo, hace unos 13.500 millones de años, y la formación de las primeras estrellas y galaxias, cuya luz ultravioleta y visible llega hoy a nuestro ‘ojo cósmico’ en forma de luz infrarroja.

Pero eso no es todo. La información recabada por este potente telescopio permitirá estudiar la atmósfera de los exoplanetas -aquellos planetas que se encuentran fuera del sistema solar- para determinar la probabilidad de que exista agua, uno de los ingredientes necesarios para la vida. En definitiva, en palabras de la NASA: “El James Webb explorará todas las fases de la historia cósmica y ayudará a la humanidad a comprender los orígenes del universo y nuestro lugar en él”.

 

 

 

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Ciencias y Nuevas Tecnologías

No es roca, ni agua, ni gas: descubren un nuevo planeta que no encaja en ninguna categoría existente

Un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Oxford, ha identificado una nueva clase de planeta fuera del Sistema Solar que no encaja en ninguna de las categorías que conocíamos hasta ahora. Este nuevo planeta se caracteriza por albergar enormes cantidades de azufre en las profundidades de un océano permanente de magma.

No está compuesto ni por roca, ni por gas, ni por agua, se denomina ‘L 98-59 d’, orbita a 35 años luz de la Tierra y su densidad es tan baja que sus atmósferas están compuestas por gases de azufre. Los astrónomos no lo habían visto antes, según un estudio publicado en la revista ‘Nature Astronomy’.

El planeta ‘L 98-59 d’
El planeta tiene 1,6 veces el tamaño de la Tierra, ampliando significativamente, lo que se conocía hasta ahora de la Vía Láctea, viendo que la diversidad de mundos es mayor de la que se pensaba. El telescopio espacial James Webb fue el encargado de dar estos resultados.

Se sitúa fuera de categorías como las enanas gaseosas o los mundos acuáticos, descubriendo que el planeta posee un océano de magma compuesto por silicatos fundidos. Este nuevo planeta tiene un interior de magma que funciona como «depósito» de azufre gracias a un intercambio constante de químicos entre el suelo fundido y el aire.

«Los modelos sugieren que el manto del planeta está formado principalmente por silicatos fundidos, similares a la lava, creando un océano global de magma que podría extenderse miles de kilómetros bajo su superficie», explicó Harrison Nicholls, autor del estudio.

No encaja en ninguna categoría

Las características descubiertas no encajan en las categorías habituales en las que se clasifican los planetas pequeños, como las enanas gaseosas rocosas o los mundos ricos en agua formados por océanos profundos. Para entender este mundo, los investigadores utilizaron avanzadas simulaciones que recrean la evolución del planeta durante casi cinco mil millones de años.

Además, ese océano de magma contribuye a mantener una atmósfera densa rica en hidrógeno, donde se encuentran gases como el sulfuro de hidrógeno.

El autor principal del estudio, Harrison Nicholls, ha explicado que el descubrimiento podría obligar a replantear las categorías actuales con las que los astrónomos han descrito los planetas pequeños, y ha explicado que, aunque es poco probable que un planeta fundido como este pueda albergar vida, su estudio revela la enorme diversidad de mundos que existen fuera del Sistema Solar y plantea la posibilidad de que haya muchos más planetas similares aún por descubrir.

El telescopio espacial James Webb sigue así proporcionando información clave sobre exoplanetas, y las futuras misiones espaciales, como ‘Ariel’ y ‘PLATO’, podrían ampliar aún más este conocimiento y comprender mejor cómo se forman, evolucionan y predecir cuáles podrían ser habitables.

Fuente: Antena 3 Ciencia.

Manuel Pinardo.

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Este planeta superhinchado desafía todo lo que conocemos sobre su origen

Nuestro Sistema Solar tiene unos residentes de lo más variopintos. Tenemos planetas pequeños rocosos, que orbitan cerca de la estrella, gigantes gaseosos, que ocupan lugares más lejanos, y entre medias y en las vecindades, un sinfín de rocas de todos los tamaños, algunos de miles de kilómetros de diámetro y otras más pequeñas. Pero con los nuevos telescopios y radiotelescopios más avanzados hemos podido ver que fuera, alrededor de otras estrellas, la variedad planetaria es mucho mayor de lo que podríamos haber imaginado.

Uno de estos planetas tan extraños es Kepler-51d, que forma parte de lo que se conocen como “planetas superhinchados”. Es decir, planetas con una densidad irrisoria, parecida a la que puede tener el algodón de azúcar, ya que alcanzan el tamaño de Saturno, pero pesan sólo unas pocas veces más que la Tierra. Aunque estos planetas se salen de lo común, Kepler-51d no destaca en su vecindario. Al menos otros dos planetas que rodean a la misma estrella tienen una densidad similar.

“Estos planetas ‘superhinchados’ de densidad ultrabaja son poco comunes y desafían la comprensión convencional sobre cómo se forman los gigantes gaseosos. Y por si explicar cómo se formó uno no fuera ya bastante difícil, ¡este sistema tiene tres!”. Exclama Jessical Libby-Roberts, investigadora posdoctoral del Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables de la Universidad Estatal de Pensilvania. Esta investigadora, junto a sus colegas, ha tratado de encontrar nuevas pistas que expliquen cómo pueden darse las condiciones para que se formen dichos planetas, datos que han recogido en un artículo en la revista científica the Astronomical Journal.

UNA ATRACCIÓN EXTRAÑA
En planetas como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno se repite un patrón similar. Estos planetas tienen un núcleo muy grande y denso que ejerce un fuerte tirón gravitacional capaz de retener los gases de las atmósferas superiores. Pero han de competir con el Sol a la hora de retener los gases, ya que el tirón gravitacional de la estrella es mucho mayor. Por eso se pensaba que este tipo de planetas sólo se pueden formar en zonas relativamente alejadas a la estrella a la que orbitan.

Pero el caso de Kepler-51d es especial. Se encuentra a la misma distancia de su estrella que Venus de nuestro sol y, sin embargo, puede retener los gases, algo que resulta completamente incomprensible según los modelos actuales de formación de sistemas solares. “Kepler-51 es una estrella relativamente activa, y sus vientos estelares deberían arrastrar fácilmente los gases de este planeta, aunque se desconoce el alcance de esta pérdida de masa a lo largo de la vida de Kepler-51d”, indica Libby-Roberts.

CÓMO VER ESTOS PLANETAS CON EL TELESCOPIO ESPACIAL MÁS PRECISO JAMÁS CREADO
Para tratar de hallar las respuestas ya emplearon hace unos años el Telescopio Espacial Hubble, pero sus instrumentos no les permitieron observar el planeta con la “luz” adecuada. Por ello, en este último estudio se han valido del instrumental del Telescopio Espacial James Webb, el más potente hasta la fecha. La idea era que, si enfocaban en el lugar adecuado, la luz de la estrella Kepler-51 atravesaría la atmósfera del planeta Kepler-51d antes de llegar al objetivo.

Dependiendo de la composición de dicha atmósfera, ciertos “colores” se perderán y así, conociendo estos colores que absorbe la atmósfera y comparándolos con la absorción de los gases se puede conocer la composición de los gases presentes en esa atmósfera. Esto es lo que se llama, la “firma química” de la atmósfera de un planeta.

Pero la sorpresa fue que al mirar a Kepler-51d no vieron nada. “Creemos que el planeta tiene una capa de neblina tan densa que absorbe las longitudes de onda de luz que hemos observado, por lo que no podemos ver realmente las características que hay debajo”, explica Suvrath Mahadevan, catedrático de Astronomía y Astrofísica en la Facultad de Ciencias Eberly de la Universidad Estatal de Pensilvania y uno de los autores del artículo. Es un caso similar al que se puede observar en Titán, la luna más grande de Saturno, que tiene una atmósfera compuesta por hidrocarburos como el metano, pero a una escala gigantesca, lo que actúa como una enorme pantalla. Por tanto, el misterio sigue, y tendrán que encontrar otro método con el que conseguir ver qué pasa con Kepler-51d. Un puzle planetario cuyo premio por resolverlo es ver qué diantres sucede con estos planetas de densidades del algodón de azúcar.

“Antes de que los astrónomos descubrieran planetas fuera de nuestro sistema solar, creíamos que teníamos una idea bastante clara de cómo se formaban los planetas”, afirmó Libby-Roberts. “Pero empezamos a encontrar exoplanetas que no se parecían en nada a nuestro sistema solar, y ahora tenemos estos mundos alienígenas que realmente ponen a prueba nuestra comprensión de la formación planetaria”. Lo más curioso, indica la autora, es que aún no hemos encontrado un sistema solar como el nuestro, por lo que nuestra normalidad podría ser la excepción, así que ser capaces de explicar cómo se formaron otros sistemas solares podría ayudarnos a comprender cómo encajamos y cuál es nuestro lugar en el universo.

Fuente: National Geographic España.

Daniel Pellicer Roig.

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Un dinosaurio del tamaño de una gallina reescribe la historia del T. rex

GABRIEL DÍAZ YANTÉN, UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO NEGRO.

Un nuevo estudio de fósiles de un dinosaurio similar a un ave, llamado Alnashetri, proporciona nuevos conocimientos sobre cómo su linaje evolucionó, se redujo y se expandió por el mundo antiguo.

En las llanuras cretácicas de lo que hoy es la Patagonia argentina, un diminuto depredador recorría el paisaje con la ligereza de un ave moderna. Apenas superaba el kilo de peso y, sin embargo, pertenecía al mismo gran árbol evolutivo que uno de los mayores iconos de la prehistoria: el temible Tyrannosaurus rex. Su nombre es Alnashetri cerropoliciensis, y su descubrimiento está obligando a repensar cómo evolucionaron algunos dinosaurios carnívoros.

Durante años, los paleontólogos sostuvieron que ciertos terópodos (el grupo que incluye tanto al T. rex como a las aves actuales) atravesaron un proceso de miniaturización progresiva.

En particular, los alvarezsauroideos, un enigmático linaje de dinosaurios mayoritariamente pequeños que vivieron entre el Jurásico y el Cretácico en Asia y Sudamérica, parecían encajar en esa narrativa. Sin embargo, un nuevo análisis publicado en la revista Nature sugiere que la historia fue bastante más compleja.

EL ESQUELETO MÁS COMPLETO
El esqueleto más completo hallado hasta ahora de Alnashetri cerropoliciensis (recuperado en la Formación Candeleros, en Río Negro) revela que este dinosaurio no encaja en la supuesta tendencia lineal hacia cuerpos cada vez más pequeños.

De hecho, los modelos evolutivos reconstruidos por los investigadores no hallaron respaldo para una miniaturización sostenida, sino más bien múltiples episodios independientes de reducción de tamaño dentro de un margen corporal relativamente estrecho.

Los alvarezsauroideos han sido considerados durante décadas un grupo extraño. En el Cretácico tardío, algunas especies asiáticas desarrollaron extremidades anteriores cortas pero poderosas, con un pulgar hipertrofiado adaptado para excavar.

Sus dientes diminutos y ciertas adaptaciones sensoriales (comparables a las observadas en aves nocturnas) han llevado a interpretarlos como insectívoros especializados, probablemente consumidores de hormigas y termitas. Esta especialización alimentaria se vinculó a la idea de que su tamaño corporal se redujo progresivamente como parte de esa adaptación ecológica.

Sin embargo, el nuevo estudio sitúa a Alnashetri en una posición evolutiva temprana dentro del grupo, alejada de los alvarezsáuridos más derivados. Este emplazamiento filogenético implica que su pequeño tamaño no fue el resultado final de una tendencia continua, sino un rasgo que evolucionó de manera independiente. Es decir, no todos los caminos conducían a la miniaturización; algunos simplemente partían ya desde cuerpos pequeños.

El análisis también identificó fósiles históricos en el hemisferio norte (incluidos restos del Jurásico superior de la Formación Morrison y del Cretácico temprano en la Isla de Wight) que podrían pertenecer a alvarezsauroideos tempranos. Esta reinterpretación amplía el mapa biogeográfico del grupo y respalda la hipótesis de una distribución ancestral pangea, anterior a la fragmentación continental.

Los modelos biogeográficos aplicados en el estudio apuntan a procesos de vicarianza (separación de poblaciones por barreras geográficas) como fuerza dominante en su diversificación inicial.

NUEVO PARADIGMA
En términos anatómicos, Alnashetri presenta un mosaico evolutivo fascinante. Conserva rasgos primitivos en la pelvis y las extremidades posteriores, pero muestra también características derivadas en la mano, como una falange con surco ventral y adaptaciones asociadas a la excavación.

Esta combinación refuerza la idea de que la evolución no sigue trayectorias rectas, sino senderos entrecruzados donde los rasgos aparecen, desaparecen y reaparecen en contextos distintos.

Con un peso estimado inferior a un kilogramo, Alnashetri figura entre los dinosaurios no avianos más pequeños registrados en Sudamérica. El examen histológico de sus huesos (una técnica ampliamente utilizada en paleobiología para estimar edad y crecimiento) reveló líneas de crecimiento que indican que el ejemplar estudiado era subadulto, pero cercano a la madurez.

Este tipo de análisis microscópico del tejido óseo, similar al aplicado en investigaciones sobre crecimiento en dinosaurios publicadas en Nature, permite reconstruir con notable precisión la historia vital de especies extintas.

En conjunto, el hallazgo transforma nuestra comprensión de los alvarezsauroideos. Lejos de ser una simple historia de reducción corporal progresiva hasta desembocar en formas cada vez más pequeñas y especializadas, su evolución parece haber estado marcada por experimentos repetidos dentro de un rango de tamaños limitado. La miniaturización no fue un destino inevitable, sino una posibilidad entre varias.

Fuente: National Geographic España.

Sergio Parra.

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