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meteorologiaespacial.es

Mes: abril 2022

Se detecta una superfulguración en una estrella enana marron, como nunca observada hasta ahora

Posted on abril 23, 2022abril 23, 2022

Podemos estar agradecidos de que orbitamos una plácida, secuencia principal, estrella enana amarilla. Hace poco, los astrónomos vieron una superfulguración masiva en una estrella diminuta, un poderoso evento de emisión de radiación.

La «estrella» era ULAS J224940.13-011236.9, una enana marrón subestelar de tipo L cerca del borde entre las constelaciones de Acuario-Piscis. El engorroso nombre que tiene esta estrella es por un motivo… para empezar proviene del estudio de la Gran Área de Investigación de UKIDSS (ULAS) que busca estrellas enanas, más la posición del objeto en el cielo en ascensión recta y declinación.

La estrella está ubicada a 248 años luz de distancia, ULAS J2249-0112 (para abreviar) pesa alrededor de 15 masas de Júpiter, con un radio de aproximadamente 1/10 de nuestro Sol; más pequeño, y ni siquiera se clasificaría como una enana marrón sub-estelar.

La observación comenzó la noche del 13 de agosto de 2017, cuando la investigación de Tránsito de la Próxima Generación (NGTS) estaba recorriendo el cielo en busca de exoplanetas. Con base en el complejo del Observatorio Paranal en el desierto de Atacama, NGTS es un estudio de campo amplio con 12 telescopios, que muestra una franja de cielo de 96 grados cuadrados una vez cada 13 segundos en la búsqueda de exoplanetas en tránsito. Si bien este tipo de eventos de tránsito presentan pequeños cambios en el brillo, lo que produjo ULAS J2249-0112 fue muy diferente. La enana débil de la magnitud 24.5 se encendió brevemente en un brillo de 10 magnitudes durante 9.5 minutos, alcanzando una magnitud máxima de 14. Eso es un cambio de brillo de 10.000 veces.

NGTS tiene de decenas a cientos de miles de estrellas en su campo de visión en cualquier momento, lo que nos da la misma cantidad de curvas de luz. Entonces, junto con la búsqueda de planetas en estos datos, pueden buscar otros eventos astrofísicos, como las erupciones estelares.

Esta brillante llamarada de luz blanca era 10 veces más brillante y más poderosa que cualquier cosa que se haya visto en nuestro Sol. Por ejemplo, la gran superfulguración de Carrington de 1859 desató una poderosa llamarada que prendió fuego a las oficinas de telégrafos y envió coloridas pantallas de auroras al sur del Caribe. El “exoflare” de 2017 se habría registrado como un evento de clase X-100, si hubiera ocurrido en nuestro Sol.

El estudio se publicó en los avisos mensuales de abril de 2019 de la Royal Astronomical Society: Letters.

Este evento muestra que incluso las pequeñas enanas L pueden tener un gran impacto. Aunque las enanas rojas más grandes y tempestuosas son bien conocidas como productoras de fulguraciones, es raro que se produzca una erupción en una enana marrón tipo L más pequeña. El evento de 2017 fue solo el sexto evento observado desde una enana L, y el segundo capturado desde la superficie. De estos, el evento de 2017 fue el evento más poderoso observado hasta el momento.

Las llamaradas se producen a través de eventos de reconexión en los campos magnéticos de las estrellas. La energía liberada es proporcionada por el campo magnético, por lo que un campo más fuerte proporciona destellos de alta energía. Las estrellas de tipo M, en particular, pueden tener campos magnéticos muy fuertes, lo que resulta en destellos de alta energía. Se ha podido observar que después de un punto a medida que vamos hacia estrellas más pequeñas, se vuelven menos activas. Esto se corresponde con el debilitamiento del campo magnético, que produce menos destellos de alta energía. La presencia de una gran llamarada en está increíblemente pequeña estrella es un poco desconcertante, ya que sugiere que estas pequeñas estrellas pueden contener vastas cantidades de energía en sus campos magnéticos.

El equipo de NGTS continúa rastreando los datos, en busca de más superfulguraciones. El Satélite de investigación de exoplanetas en tránsito (TESS) también puede demostrar ser un tesoro de tales eventos, ya que lleva a cabo su investigación de todo el cielo para los exoplanetas en tránsito cercanos.

Y, por supuesto, una superfulguración tan poderosa sería mortal para la vida como la conocemos. Cuando se trata de la vida en planetas que orbitan enanas rojas o marrones, los lugares más seguros se encuentran en el hemisferio lejano de un mundo tidalmente cerrado, o tal vez en un océano subsuperficial, cualquiera de los cuales estaría protegido de la radiación que esteriliza la vida. En el lado positivo, estas estrellas son miserables, y tardan billones de años en arder a través del ciclo de fusión (quizás más larga que la edad actual del Universo), lo que da vida potencial a un planeta que orbita una enana roja o marrón mucho tiempo para evolucionar.

Aunque las enanas marrones no pueden mantener la fusión tradicional de hidrógeno a través de la cadena protón-protón de la nucleosíntesis estelar, pueden obtener energía de algunos de los primeros pasos del proceso a través de la fusión de deuterio y litio.

Y mientras estamos presenciando una superfulguración tan masiva en una estrella lejana, nuestra propia estrella, el Sol, sigue sin mostrar apenas actividad, ya que nos acercamos a otro profundo mínimo solar entre el ciclo solar # 24 y # 25 a finales de 2019 y 2020.

Agradece que no hayamos sido sometidos a una superfulguración tan punitiva como los que emiten las estrellas enanas más pequeñas… podría ser la razón por la que evolucionamos aquí en primer lugar…

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La colisión que creó la Luna también podría haber traído agua a la Tierra primitiva

Posted on abril 23, 2022abril 23, 2022

Los científicos de la Universidad de Munster han descubierto que la Tierra obtuvo gran parte de su agua procedente de una colisión con Theia. Theia fue el antiguo cuerpo que colisionó con la Tierra y formó teóricamente la Luna. Su descubrimiento muestra que el agua de la Tierra es mucho más antigua de lo que se pensaba.

La teoría permanente para la formación de la Luna involucra un cuerpo antiguo llamado Theia. Hace unos 4.400 millones de años, Theia chocó con la Tierra. La colisión creó un enorme anillo de escombros, y la Luna se formó a partir de esos escombros.

La teoría permanente también dice que la Tierra acumuló su agua con el tiempo, después de la colisión con Theia, a base de impactos de cometas y asteroides. Pero el nuevo estudio de la Universidad de Munster se presenta evidencias que apoyan una fuente diferente para el agua de la Tierra: la propia Theia.

Los científicos han pensado durante mucho tiempo que Theia era un cuerpo del sistema solar interior, ya debió ser de naturaleza rocosa. Pero el nuevo estudio dice que ese no es el caso, Theia tuvo sus orígenes en el Sistema Solar exterior.

La clave para comprender estos eventos es la idea de las partes húmedas y secas de nuestro Sistema Solar. El Sistema Solar se formó hace unos 4.500 millones de años, y sabemos que la forma en que se estructuró condujo a una región interior seca y una región exterior húmeda. La Tierra es un pequeño misterio, porque se formó en la región seca, más cerca del Sol, pero tiene una gran cantidad de agua. Entonces, estudios como este, que tratan de entender cómo la Tierra obtuvo su agua, son importantes.

Gran parte de nuestra comprensión del agua de la Tierra proviene de dos tipos de meteoritos: los meteoritos carbonosos, que son ricos en agua, y los meteoritos no carbonosos, que son más secos. Y los meteoritos carbonosos provienen del Sistema Solar exterior, mientras que los meteoritos no carbonosos más secos provienen del Sistema Solar interior.

Hay mucha evidencia de que el agua de la Tierra fue suministrada por los meteoritos carbonosos húmedos del Sistema Solar exterior, pero nunca se supo cuándo y cómo sucedió eso. Este estudio aporta cierta certeza al tema.

El estudio se llama «Evidencia isotópica de molibdeno para la acumulación tardía de material del Sistema Solar exterior en la Tierra», y se publica en la revista Nature Astronomy. Como deja claro el título, se trata de isótopos del molibdeno y de la diferencia entre el molibdeno en el núcleo de la Tierra y el molibdeno en el manto de la Tierra.

«Hemos utilizado isótopos de molibdeno para responder a esta pregunta. Los isótopos de molibdeno nos permiten distinguir claramente el material carbonoso y el no carbonoso, y como tal representan una «huella genética» del material del sistema solar exterior e interior «, explica el Dr. Gerrit Budde, del Instituto de Planetología en Münster y autor principal del estudio.

¿Por qué molibdeno? Porque tiene una propiedad muy útil cuando se trata de responder la pregunta sobre el origen del agua de la Tierra. El molibdeno es muy amigable con el hierro, lo que significa que la mayoría existe en el núcleo de la Tierra, que es en gran parte hierro.

El núcleo es antiguo, porque la Tierra era una bola fundida en sus inicios y elementos más pesados como el hierro migraron para formar el núcleo. Dado que el molibdeno ama el hierro, el molibdeno también llegó al núcleo. Pero también hay molibdeno en la corteza de la Tierra, que debe haber sido entregado a la Tierra después de que se hubiera enfriado, o de lo contrario también habría migrado al núcleo. Entonces, la Tierra tiene dos poblaciones de molibdeno, y son isótopos diferentes.

Y ese molibdeno tardío ubicado en el manto de la Tierra debe provenir de cuerpos que se estrellaron contra la Tierra más adelante en su formación. «El molibdeno, al que se puede acceder hoy en día en el manto de la Tierra, se origina en las últimas etapas de la formación de la Tierra, mientras que el molibdeno de las fases anteriores está completamente en el núcleo», explica el Dr. Christoph Burkhardt, segundo autor del estudio.

Lo que estos resultados dejan en claro, por primera vez, es que el material carbonoso de la zona externa y húmeda del Sistema Solar llegó tarde a la Tierra.

Pero el papel va más allá de eso. Dado que el molibdeno en el manto tenía que provenir del Sistema Solar exterior, debido a que era un isótopo diferente, eso significa que Theia también tenía que provenir del Sistema Solar exterior. Los científicos detrás de esta investigación muestran que la colisión con Theia proporcionó suficiente material carbonoso para dar cuenta de la mayor parte del agua de la Tierra.

“Nuestro enfoque es único porque, por primera vez, nos permite asociar el origen del agua en la Tierra con la formación de la Luna. En pocas palabras, sin la Luna probablemente no habría vida en la Tierra «, dice Thorsten Kleine, profesor de planetología en la Universidad de Münster.

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La primera molécula que existió en el universo ha sido observada en el espacio por primera vez

Posted on abril 23, 2022

Se necesita un conjunto rico y diverso de moléculas complejas para que existan cosas como estrellas, galaxias, planetas y formas de vida. Pero antes de que los humanos y todas las moléculas complejas de las que estamos hechos pudieran existir, tenía que haber esa primera molécula primordial que inició una larga cadena de eventos químicos que llevaron a todo lo que vemos a nuestro alrededor hoy.

Aunque desde hace mucho tiempo se ha teorizado que existe, la falta de evidencia observacional para esa molécula fue problemática para los científicos. Ahora después de mucho la han encontrado y esos científicos pueden estar tranquilos. ¡Su teoría predictiva gana!

En los primeros días del Universo, solo había dos o tres tipos de átomos. El hidrógeno, el helio y pequeñas cantidades de litio fueron creados por la nucleosintesís del Big Bang. Todos los demás elementos fueron forjados más tarde, en estrellas. Las estrellas son en su mayoría hidrógeno, pero las estrellas no podrían formarse a partir de los simples átomos de hidrógeno creados en el Big Bang. Se forman a partir de lo que se llama hidrógeno molecular. Y el hidrógeno molecular no podría formarse sin la llamada «primera molécula», una combinación de helio e hidrógeno llamada hidruro de helio. La teoría dice que el hidruro de helio fue creado unos 100.000 años después del Big Bang.

Podemos ver una instantánea del Universo temprano, en algún lugar alrededor de 100,000 años después del Big Bang. Hacía mucho calor y solo estaba poblado por hidrógeno, helio y esa pequeña cantidad de litio. Antes de que la población atómica del Universo pudiera diversificarse, las estrellas tenían que formarse. Una vez que comenzó a enfriarse, las condiciones empezaron a ser adecuadas para que se formaran las estrellas.

Pero algo más tenía que pasar, también. El enfriamiento del Universo no fue suficiente como para que se formaran las estrellas. El hidrógeno molecular tuvo que crearse, ya que las estrellas están hechas en gran parte de hidrógeno molecular en lugar del simple hidrógeno atómico creado por el Big Bang. (Los científicos no lo llaman hidrógeno simple, lo llaman simplemente un átomo de hidrógeno).

La mayor parte del hidrógeno en el Universo es hidrógeno molecular.

Pero un solo átomo de hidrógeno es raro en el Universo de hoy, porque es un radical libre y es realmente reactivo. El hidrógeno molecular es una molécula en la que dos átomos de hidrógeno están unidos entre sí. Se compone de dos protones y dos electrones y es muy estable. Hay nubes masivas de hidrógeno molecular en el espacio y estrellas formadas a partir de esas nubes.

El problema en el Universo temprano era que, aunque las cosas se estaban enfriando, el hidrógeno molecular no podía formarse por sí solo. Según la teoría, el hidrógeno simple necesitaba interactuar con una molécula específica antes de que pudiera formarse, y esa molécula era el hidruro de helio. Esta interacción fue el primer paso en la química del Universo.

Aunque la teoría decía que el hidruro de helio tenía que existir, y aunque se había creado en un laboratorio en 1925, nunca se había visto en el espacio. Es una molécula muy delicada, porque uno de sus átomos constituyentes es el helio, un gas noble. Y los gases nobles son muy reacios a reaccionar con otros átomos.

Pero ahora lo han encontrado…

En un artículo publicado el pasado 17 de abril en la revista Nature, los investigadores describieron cómo descubrieron el esquivo hidruro de helio en la nebulosa planetaria llamada NGC 7027.

Utilizaron el telescopio SOFIA de la NASA (Observatorio estratosférico de astronomía infrarroja), para buscarlo. SOFIA en realidad es un telescopio instalado en un Boeing 747SP convertido para volar a grandes alturas, por encima de la interferencia atmosférica, para realizar observaciones.

Desde la década de 1970, los científicos pensaron que NGC 7027 tenía las condiciones necesarias para que existiera el hidruro de helio. Usando SOFIA y el instrumento GREAT alemán (receptor alemán en las frecuencias de Terahertz), sondearon NGC 7027, buscando la molécula esquiva.

El autor principal del artículo es Rolf Guesten, del Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Bonn, Alemania. «La falta de evidencia de la existencia misma de hidruro de helio en el espacio interestelar fue un dilema para la astronomía durante décadas», dijo Guesten.

La nebulosa planetaria donde los investigadores descubrieron que tiene las condiciones adecuadas para que se forme hidruro de helio tiene en su interior una estrella envejecida que emite calor y la radiación ultravioleta adecuada para que se forme la molécula. Pero mirar dentro de esa nebulosa resultó ser muy difícil.

SOFIA es como un híbrido entre un telescopio terrestre y un telescopio espacial. Desde su punto de vista a 45,000 pies, está libre de la mayor parte de la interferencia atmosférica de la Tierra, como un telescopio espacial, pero es más flexible. Aterriza entre las misiones y su instrumentación se puede cambiar o adaptar más como lo puede hacer un telescopio terrestre.

En este caso, el instrumento alemán GREAT se integró en SOFIA en 2011. Y se ha demostrado que es fundamental en esta investigación.

En 2016, los científicos comenzaron a usar SOFIA y GREAT para sondear NGC 7027 en busca del hidruro de helio esquivo. Cada molécula interactúa con la luz en su propia frecuencia, y GREAT fue sintonizado a la frecuencia del hidruro de helio, similar a sintonizar una radio a una emisora en particular. Y finalmente tuvieron suerte.

Así que este es el final feliz de una de las preguntas más largas de la astronomía. La conclusión exitosa de la búsqueda del hidruro de helio es una buena victoria para nuestras teorías que detallan la evolución del Universo…

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