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Ciencias

Primer sistema de varios planetas alrededor de una estrella similar al Sol fotografiada

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El universo está lleno de exoplanetas, pero solo hemos podido detectar una pequeña fracción de ellos. Hemos fotografiado directamente solo un puñado, pero hoy puede agregar dos más al recuento. El Observatorio Europeo Austral ha capturado un par de exoplanetas con la matriz Very Large Telescope (VLT), marcando la primera vez que los científicos obtienen una imagen de un sistema de varios planetas alrededor de una estrella similar al sol.

Los astrónomos suelen detectar exoplanetas utilizando dos métodos diferentes. Existe el enfoque de velocidad radial, que verifica las estrellas en busca de pequeños “bamboleos” causados por planetas en órbita. La mayoría de los instrumentos más nuevos se basan en el método de tránsito, que monitorea las estrellas en busca de pequeñas caídas de luminancia que indican que un planeta ha pasado frente a ellas. Podemos aprender algunos detalles básicos sobre los exoplanetas a partir de estas técnicas, pero ¿en realidad estamos viendo un mundo extraño? Eso es muy raro porque los planetas son muy tenues en comparación con las estrellas que orbitan. En este caso, los científicos estaban escaneando específicamente las estrellas cercanas al sol para ver si alguno de ellos tenía exoplanetas visibles.

El VLT es uno de los pocos observatorios capaces de obtener imágenes de exoplanetas, e incluso solo puede hacerlo en circunstancias muy específicas. La estrella conocida como TYC 8998-760-1 está a unos 300 años luz de distancia, que está prácticamente en nuestro propio patio trasero (a escala galáctica). Los dos planetas gigantes de gas visibles en el marco también son fáciles de detectar en comparación con la mayoría de los exoplanetas. El planeta interior es 12 veces más masivo que Júpiter y 160 veces más lejos de TYC 8998-760-1 que la Tierra de nuestro sol. El planeta exterior está 320 veces más lejos que la Tierra y tiene una masa aproximadamente seis veces mayor que la de Júpiter.

Al ser tan grande y tan lejos de la estrella, estos mundos eran más fáciles de detectar, pero todavía son extremadamente débiles. El ESO solo pudo obtener imágenes de ellos con la ayuda de su instrumento de investigación de búsqueda de exoplanetas de alto contraste espectro-polarimétrico (ESFERA). Esa es la misma herramienta que reveló los inicios de un sistema planetario a principios de este año. La ESFERA bloquea la luz de la estrella usando un dispositivo llamado coronógrafo, lo que permite que el telescopio se enfoque en los planetas cercanos.

Esta estrella es una versión muy joven de nuestro propio sol, de apenas 17 millones de años. Comprender cómo se está formando este sistema solar podría arrojar luz sobre nuestro pequeño rincón del universo. Otras observaciones con el VLT y el próximo Extremely Large Telescope ayudarán a los astrónomos a determinar si estos planetas se formaron donde están o si emigraron. También puede haber planetas de menor masa en este sistema solar que actualmente no podemos detectar, tal vez incluso algunos planetas primitivos similares a la Tierra.

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Don’t Miss This Week’s Great Conjunction of Jupiter and Saturn

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Júpiter y Saturno, los dos mundos más grandes de nuestro sistema solar, se han estado acercando cada vez más entre sí en el cielo en los últimos meses, como se ve desde nuestra perspectiva terrestre, un evento que ha llegado a conocerse como una gran conjunción. Los dos planetas aparecerán más cercanos el lunes 21 de diciembre, el día del solsticio de invierno, cuando, dependiendo de su vista, puede parecer que se fusionan brevemente en un solo punto de luz brillante antes de separarse nuevamente.

La última vez que aparecieron tan juntos fue en la época de Galileo, pero debido a que los dos planetas estaban cerca de su conjunción con el Sol y se habrían perdido en un crepúsculo brillante, no hay registro de que nadie haya visto el evento. Tendría que remontarse casi 800 años, al 1226 d.C., para encontrar una gran conjunción más favorable, con los planetas acercándose aún más y visibles en un cielo oscuro.

Imagine el sistema solar como una pista de carreras cósmica. De acuerdo con un conjunto preciso de leyes naturales (las leyes del movimiento planetario de Kepler), los planetas en las pistas interiores se mueven más rápido. Si bien la Tierra tarda un año en orbitar el Sol, el período orbital de Júpiter es de 11,9 años y Saturno gira alrededor de nuestra estrella en 29 años. Cada 19,86 años en promedio, Júpiter “da vueltas” a Saturno desde nuestra perspectiva, y vemos la proximidad de los dos planetas como una “gran conjunción”. Scott Orshan preparó el cuadro a continuación que muestra su posición el 21 de diciembre utilizando la aplicación de cartografía astronómica basada en la web, In-The-Sky.org.

En realidad, aunque Júpiter y Saturno están en el mismo lado del Sol durante un evento de este tipo y parecen más o menos alineados entre sí, en realidad nunca se acercan mucho más a unos 400 millones de millas. En promedio, Júpiter orbita a 483 millones de millas del Sol, mientras que Saturno tiene un promedio de 887 millones de millas del Sol. Cuando los dos planetas están en lados opuestos del Sol, están mucho más separados.

Debido a que la órbita de cada planeta está ligeramente inclinada con respecto a los demás, en una gran conjunción los dos mundos no siempre pasan a la misma distancia. La Luna tiene aproximadamente medio grado angular de diámetro. En muchas de estas llamadas grandes conjunciones, Júpiter y Saturno se separan un grado o más.

La conjunción del 21 de diciembre es especialmente cercana, los dos mundos aparecen separados solo una décima de grado, o una quinta parte de un diámetro lunar, en su punto más cercano. Las personas de ojos agudos pueden verlos como una “estrella” doble muy cercana, con Júpiter eclipsando a Saturno alrededor de una docena de veces, mientras que los miopes como yo pueden verlos como mezclados como un solo objeto. Los anteojos pueden resolverlos y la vista será aún mejor con binoculares o un telescopio pequeño, donde los dos mundos deberían ser visibles en el mismo campo de visión de baja potencia.

El gráfico anterior, que hice con la aplicación SkySafari, muestra la posición relativa de estos objetos a las 6:05 pm hora del este del lunes 21 de diciembre, cuando los dos planetas están casi en su punto más cercano, alrededor de una décima de grado (6.1 minutos de arco) aparte. Es un diagrama generalizado; la extensión de su campo de visión (que será circular) depende de la distancia focal y el aumento de su telescopio o binoculares. Un par de binoculares 7x debería ser suficiente para mostrar las cuatro lunas más grandes de Júpiter —Io, Europa, Ganímedes y Calisto— que aparecen como una línea de “estrellas” a ambos lados del planeta. Todos, excepto Europa, son más grandes que la Luna de la Tierra, y Ganimedes es en realidad más grande que el planeta Mercurio, al igual que Titán, la luna más grande de Saturno. Las lunas de Júpiter, especialmente Io y Europa, se mueven rápidamente en relación con el planeta y entre sí, y cambian constantemente de posición en una danza cósmica sin fin.

Los grandes binoculares pueden mostrar a Saturno como un óvalo, y un pequeño telescopio debería convertirlo en un planeta anillado, diminuto pero perfecto. También mostrará a Júpiter como un disco ligeramente aplastado (debido a su rápida rotación), además de revelar sus cinturones de nubes ecuatoriales. El telescopio también puede discernir a Titán como una “estrella” tenue al lado de Saturno. (Un alcance más grande puede mostrar varias lunas adicionales, especialmente cuando Saturno es visible en un cielo oscuro, y más especialmente alrededor de la oposición, cuando Saturno está opuesto al Sol en nuestro cielo, cerca de su punto más cercano a la Tierra y visible toda la noche).

Después del 21 de diciembre, los dos mundos parecerán alejarse lentamente el uno del otro. Para Navidad, ya aparecerán con un diámetro lunar de distancia. Las dos grandes conjunciones siguientes, en noviembre de 2040 y abril de 2060, son relativamente amplias, con Júpiter y Saturno que se mantienen a más de un grado de distancia incluso en su punto más cercano. Algunos de nuestros lectores más jóvenes deberían estar presentes para la próxima, el 15 de marzo de 2080, en la que los dos planetas estarán un poco más cerca (6 minutos de arco) de lo que estarán esta semana.

La última vez que Júpiter y Saturno estuvieron tan cerca fue el 16 de julio de 1623, 13 años después de que Galileo dirigiera su telescopio al cielo por primera vez y una década antes de su encuentro con la Inquisición. Sin embargo, los dos planetas estaban muy cerca del Sol; Saturno, al menos, habría sido invisible a simple vista, y no hay ningún registro de que nadie haya observado este emparejamiento.

Para haber visto estos dos planetas tan cerca en nuestro cielo (de hecho, incluso más cerca), tendría que remontarse al 4 de marzo de 1226, más de cuatro siglos antes de que se inventara el telescopio. San Francisco de Asís murió ese octubre y sería canonizado solo dos años después. Genghis Khan y sus jinetes habían conquistado gran parte de Asia y partes de Europa; moriría al año siguiente. El poeta místico sufí, Jalal Ad-Din Rumi, era un joven de 19 años. Él y su familia habían huido de lo que ahora es Afganistán debido a la invasión mongola y se establecieron en Antalya, Turquía. Dos años más tarde, el Emperador del Sacro Imperio Romano Germánico lideraría la Sexta Cruzada, obteniendo el control del Reino de Jerusalén, que abarcaba Jerusalén, Belén, Nazaret, Jaffa y las tierras circundantes mediante un acuerdo negociado con el Sultán de Egipto.

El astrónomo y matemático alemán Johannes Kepler afirmó en el siglo XVII que la estrella de Belén pudo haber tenido un origen astronómico, a saber, la gran conjunción del 7 a. C. El evento de ese año fue en realidad una rara conjunción triple, con Júpiter y Saturno acercándose y alejándose entre sí durante un período de meses debido al aparente movimiento retrógrado de los planetas.

Es posible que Júpiter incluso oculte (pase por delante, total o parcialmente) Saturno desde nuestra posición ventajosa, pero esto sucede increíblemente raramente. El último ocurrió en 6858 a. C., y el próximo en 7541; el último año en realidad presentará dos ocultaciones, como parte de una conjunción triple: una ocultación parcial el 16 de febrero y una ocultación completa el 17 de junio, en la que el disco de Júpiter oscurecerá todo menos las puntas de los anillos de Saturno. Con suerte, todavía habrá gente en la Tierra para ver este increíble evento.

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La NASA pone en línea su colección Space Rock

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La NASA tiene una gran cantidad de rocas espaciales, más conocidas como astromateriales. Algunos de ellos vinieron directamente de la superficie de la luna durante la era Apolo, y otros fueron descubiertos después de caer a la Tierra en la Antártida. Ahora, puede ver la colección de la NASA con mucho detalle utilizando el nuevo sitio Astromaterials 3D Explorer. No solo obtienes fotos de alta resolución de la superficie, sino que también puedes mirar dentro de las rocas usando tomografía computarizada de rayos X.

Preparar estas valiosas muestras para su debut en línea no fue tan simple como tomar algunas fotos y juntar algo de HTML. Primero, la fotógrafa Erika Blumenfeld capturó imágenes de cada roca desde al menos 240 ángulos diferentes; eso es suficiente para producir lo que la NASA llama un “modelo 3D de grado de investigación”. Debido a que las muestras son tan raras, toda la sesión de fotos se lleva a cabo con la muestra dentro de un gabinete de nitrógeno sellado, que a su vez está dentro de una sala limpia. La NASA incluso incluye datos sobre la cámara, que era una Hasselblad H4D-60, una cámara de $ 30,000 con una resolución de 60MP. La lente HC 120 II que usó Blumenfeld cuesta alrededor de $ 2,500 por sí sola. Los datos visuales se miden en decenas de gigabytes para cada roca.

Después de la sesión de fotos, se escaneó cada una de las dos docenas de muestras de astromateriales mediante tomografía computarizada (TC) de rayos X. Esto permite a los investigadores (y ahora a usted) examinar la estructura interna de las rocas sin dañarlas. El sitio Explorer integra la malla 3D de 360 grados de las fotos con los datos internos para producir una representación virtual que puede examinar desde cualquier ángulo.

En el sitio, puede elegir entre las rocas lunares de Apolo y la colección antártica. Las rocas de Apolo se recolectaron a mano en la superficie de la luna y se devolvieron a la Tierra en la bodega de carga del módulo de comando de Apolo. Los objetos antárticos cayeron en picado a través de la atmósfera e impactaron el páramo helado. Estas rocas oscuras son fáciles de detectar contra el fondo blanco, lo que las hace más fáciles de encontrar que los asteroides en otras regiones. Las muestras de asteroides están organizadas por su origen: hay asteroides típicos de tipo C, K y M, así como algunos que provienen de Marte, Vesta y la luna.

La interfaz de Explorer incluye un modelo 3D que puede observar desde todos los lados con diferentes herramientas de iluminación y medición; incluso hay un modo anaglifo 3D. Los datos de la tomografía computarizada le permiten aislar cortes del interior para un examen más detallado. Incluso puede ver una imagen de alta resolución de cada corte de rayos X individual. El Explorador 3D de Astromaterials también se vincula a las imágenes TIFF sin comprimir para cada roca, registrando unos pocos gigabytes por roca.

La NASA dice que esto es solo el comienzo de un proyecto en curso. Quiere digitalizar la mayor cantidad posible de sus muestras para que todos, desde estudiantes hasta investigadores, puedan examinar estos tesoros espaciales en detalle. La agencia dice que habrá más muestras en vivo para el verano de 2021.

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La misión de asteroides recopiló muestras con éxito, confirma Japón

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La misión japonesa Hayabusa2 concluyó la semana pasada cuando el contenedor de muestras cayó en paracaídas en Australia. La misión ciertamente parecía un éxito en cada paso del camino, pero la verdadera prueba es si recogió o no la muestra que voló a buscar. Hoy, la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) confirmó que Hayabusa2 efectivamente trajo de vuelta una parte del asteroide Ryugu.

JAXA lanzó Hayabusa2 en 2014 y no alcanzó su objetivo hasta 2018. El equipo pasó meses escaneando el asteroide, que resultó ser mucho más accidentado de lo esperado. Finalmente, JAXA se decidió por ubicaciones de muestreo y la sonda hizo lo suyo. Primero, Hayabusa2 cayó a la superficie y disparó una bala de tantalio para lanzar pequeños trozos del asteroide en el recipiente de la muestra. Después de eso, Hayabusa2 lanzó una babosa propulsada por explosivos en el asteroide para descubrir material prístino, que luego recogió con otro viaje a la superficie.

Todo lo que podíamos decir con certeza antes de ahora es que la nave espacial realizó cada elemento de su misión exactamente como se suponía que debía hacerlo. No teníamos forma de saber si había regolito de asteroides dentro de los contenedores hasta que se abrieron, y ahora lo estaban. El equipo tuvo que esperar hasta que el recipiente de la muestra estuviera dentro de una sala limpia en Japón antes de abrir la cubierta exterior.

Al abrir el recipiente, JAXA notó “una muestra granular de arena negra que se cree que se deriva del asteroide Ryugu”. Incluso si esa fuera la extensión de la muestra, aún sería un gran éxito, es mucho más material de asteroides del que teníamos antes. Sin embargo, esta arena se encuentra fuera del depósito principal de muestras. Los ingenieros creen que habrá mucho más material Ryugu una vez que abran esa parte del contenedor. La arena probablemente se adhirió a la entrada del colector de muestras, dejándola fuera de la cámara principal.

El objetivo de JAXA era obtener al menos 100 miligramos de suelo del asteroide; podría ser menos y podría ser más. No lo sabremos hasta que se examine el resto del contenedor. En unos años, la misión OSIRIS-REx de la NASA regresará a la Tierra con muestras del asteroide Bennu. El diseño de la NASA es algo más ambicioso, con el objetivo de recolectar al menos 60 gramos de regolito. Los datos iniciales de la sonda sugieren que podría haber recogido alrededor de dos kilogramos de material. OSIRIS-REx volverá a la Tierra en 2023 si todo sale según lo planeado. Mientras tanto, JAXA proporcionará algunas de sus muestras de asteroides a la NASA.

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