Hielos en Ceres

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El hielo de los cráteres en sombra de Ceres, relacionado con su inclinación

por Amelia Ortiz · Publicada 23 marzo, 2017 ·
23/3/2017 de JPL / Geophysical Research Letters


Esta animación muestra cómo varía la iluminación en el hemisferio norte de Ceres según la inclinación axial, u oblicuidad. Las regiones en sombra han sido marcadas para inclinaciones de 2, 12 y 20 grados. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA .

El planeta enano Ceres puede que se encuentre a cientos de millones de kilómetros de Júpiter, y todavía más lejos de Saturno, pero la tremenda influencia de la fuerza de gravedad de estos gigantes de gas tiene un efecto apreciable sobre la orientación de Ceres. Un nuevo estudio de la misión Dawn de NASA calcula que la inclinación axial de Ceres (el ángulo en el que gira mientras viaja alrededor del Sol) varía mucho en el curso de unos 24500 años. Los astrónomos consideran que se trata de un periodo sorprendentemente corto para unas variaciones tan grandes.

Los cambios en la inclinación axial, u oblicuidad, a lo largo de la historia de Ceres están relacionados con la cuestión de en qué lugares de la superficie de Ceres puede encontrarse agua congelada, según los científicos. Dadas las condiciones de Ceres, el hielo sólo sería capaz de sobrevivir a temperaturas extremadamente frías, por ejemplo, en áreas que nunca ven el Sol.

“Hemos encontrado una correlación entre cráteres que permanecen en un máximo de oblicuidad y depósitos brillantes que probablemente son de hielo de agua”, explica Anton Emakov (JPL). “Las regiones que nunca han visto la luz solar en millones de años son las que más probablemente albergan estos depósitos”.

Durante los últimos 3 millones de años, Ceres ha sufrido ciclos en los que su inclinación ha cambiado de 2 grados a 20 grados, según indican los cálculos. “No podemos observar los cambios de la inclinación de Ceres con el paso del tiempo, así que hemos utilizado las medidas de la nave Dawn de forma y gravedad para reconstruir de manera precisa lo que ha resultado ser una historia dinámica”, comenta Erwan Mazarico (NASA).

La última vez que el planeta enano alcanzó una inclinación máxima, de unos 19 grados, fue hace 14000 años, según los investigadores. Por comparar, la Tierra está inclinada 23.5 grados. Esta inclinación hace que nuestro planeta experimente estaciones a lo largo del año. La inclinación actual de Ceres es de unos 4 grados, así que los efectos estacionales no son muy fuertes durante el transcurso de un año (que allí tiene una duración de 4.6 años terrestres).

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Colapso en acantilado cometario

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El colapso de un acantilado revela el interior del cometa 67P

por Amelia Ortiz · Publicada 22 marzo, 2017 .
22/3/2017 de ESA / Nature Astronomy


Imagen 3D del acantilado de Aswan antes y después de su colapso. Inicialmente se observó que el acantilado tenía una fractura de 70 m de longitud y 1 m de ancho, separando un bloque colgante de 12 m. Tras el colapso se observa material brillante, prístino, en la pared del acantilado, con escombros nuevos al pie del mismo. Crédito: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; F. Scholten & F. Preusker.

Científicos de Rosetta han encontrado la primera conexión firme entre una emisión de polvo y gas y el colapso de un acantilado prominente que, a su vez, ha dejado al descubierto el prístino interior helado del cometa.

Durante la misión de dos años de Rosetta en el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko se han observado frecuentes  explosiones repentinas y de corta duración. Aunque la causa precisa ha sido objeto de mucho debate, las emisiones parecen apuntar al colapso de superficies débiles y erosionadas, con la contribución de material volátil que queda repentinamente al descubierto y se calienta. Ahora los científicos han establecido la primera conexión definitiva entre  una explosión y el derrumbe de la cara de un acantilado, lo que nos ayudará a comprender las fuerzas que controlan estos sucesos.

Las primeras imágenes de cerca del cometa, tonadas en septiembre de 2014, revelaron una fractura de 70m de largo y 1 m de ancho sobre el borde del acantilado llamado Aswan, en la región de Seth del cometa, en su lóbulo grande. Durante el transcurso del año siguiente, mientras el cometa se acercaba al Sol a lo largo de su órbita, el ritmo al que los hielos enterrados se evaporaban y arrastraban polvo al espacio fue creciendo. Emisiones esporádicas y breves de polvo y gas señalaban esta actividad subterránea.

Una de estas explosiones fue captada por la cámara de navegación de Rosetta el 10 de julio de 2015, que podría ser relacionada con una porción de la superficie del cometa que incluye la región de Seth. La siguiente ocasión en que se observó el acantilado de Aswan, cinco días después, se halló un borde brillante y afilado en el lugar donde previamente se había identificado la fractura, junto con muchas rocas de varios metros, de tamaño, al pie del acantilado de 134 m de altura. “La última vez que vimos la fractura intacta fue el 4 de julio y en ausencia de otra explosión que fuera registrada en el periodo de diez días siguiente, ésta es la prueba más sólida que tenemos de que la explosión observada estaba directamente relacionada con el colapso del acantilado”, explica Maurizio Pajola, director del estudio.

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El antes y el después en un cometa

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Antes y después: cambios únicos observados en el cometa de Rosetta

por Amelia Ortiz · Publicada 22 marzo, 2017 ·
22/3/2017 de ESA /Science

Ejemplos de los diferentes cambios identificados en imágenes de alta resolución del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko durante más de dos años de monitorizado por la nave espacial Rosetta de la ESA. Las posiciones aproximadas de cada estructura han sido marcadas en las imágenes centrales de contexto. También se indican las fechas de las imágenes de “antes” y “después”. La orientación y resolución entre las parejas de imágenes puede cambiar, por lo que en cada imagen un conjunto de flechas señalan la posición de los cambios. Crédito: imágenes centrales de ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA 3.0 IGO;todas las demás imágenes de ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Fracturas que crecen, acantilados que se derrumban, rocas que ruedan y material que se desplaza enterrando algunas estructuras de la superficie y exhumando otras; estos son algunos de los notables  cambios documentados durante la misión de Rosetta. Un estudio publicado hoy en Science resume los tipos de cambios en la superficie observados durante los dos años que Rosetta ha pasado junto al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.  Se observan diferencias notables antes y después del periodo más activo del cometa (el perihelio) cuando alcanzó el punto de acercamiento máximo al Sol a lo largo de su órbita.

“Monitorizar contiuamente el cometa mientras cruzaba el Sistema Solar interior nos ha proporcionado una mirada sin precedentes a cómo cambian los cometas cuando viajan cerca del Sol, pero también lo rápido que tienen lugar estos cambios”, explica Ramy El-Maarry. Las alteraciones, ya fueran relacionadas con fenómenos transitorios o de más larga duración, están relacionadas con diferentes procesos geológicos: erosión in situ, sublimación de hielo de agua y tensiones mecánicas debidas al giro del cometa.

La erosión in situ se produce por todo el cometa: los materiales consolidados son debilitados, por ejemplo, por los ciclos de calentamiento y enfriamiento diarios o debidos a la sucesión de las estaciones, causando su fragmentación. Esto, combinado con el calentamiento de hielos subterráneos, puede producir la emisión de gas, lo que puede acabar produciendo el colapso repentino de las paredes de acantilados, algo de lo que se han encontrado pruebas en varios lugares del cometa.

Un proceso completamente diferente se piensa que es el responsable de una fractura de 500 m de longitud, descubierta en agosto de 2014, en el cuello del cometa, en la región de Anuket, y que había crecido 30 m más en diciembre de 2014. Esto está relacionado con el ritmo de giro creciente al acercarse al perihelio. Además, en otras imágenes tomadas en junio de 2016 se identificó una fractura nueva de 150-300 m de longitud, paralela a la fractura original. Cerca de las fracturas una roca de 4 m de ancho se movió unos 15 m. No está claro si el crecimiento de la fractura y el movimiento de la roca están relacionados o fueron causados por procesos diferentes.

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Como “carrusel a la deriva”

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Los astrónomos viajan en un “carrusel a la deriva” para entender estrellas pulsantes

por Amelia Ortiz · Publicada 22 marzo, 2017 ·
22/3/2017 de Curtin University /  The Astrophysical Journal

Ilustración de artista de la emisión de un púlsar y la señal como de un faro resultante cuando el haz de ondas de radio pasa por el campo de visión del telescopio. Crédito: CAASTRO / Swinburne Astronomy Productions.

Lo que sería como un viaje que te revuelve el estómago en un parque de atracciones podría contener la clave que desvele el misterioso mecanismo que controla el disparo de haces de ondas de radio de los púlsares (estrellas giratorias supermagnéticas) de nuestra Galaxia. Una nueva investigación sugiere que la respuesta podría hallarse en un “carrusel a la deriva” que se encuentra en una clase especial de púlsares.

Los púlsares son estrellas de neutrones extremadamente densas que emiten haces de ondas de radio. Reciben el apodo de “faros espaciales” porque parecen “pulsar” una vez en cada periodo de rotación, cuando el haz de radio apunta directamente hacia la Tierra y es detectado en los telescopios a intervalos excepcionalmente regulares. Y aunque se han descubierto miles de pulsares desde finales de la década de 1960, aún se desconoce por qué estas estrellas emiten haces en radio y qué tipo de modelo de emisión describe mejor las ondas de radio que vemos.

“El modelo clásico de púlsar describe la emisión siendo lanzada desde los polos magnéticos del púlsar como un cono de luz”, explica  Sam McSweeney (CAASTRO, ICRAR). “Pero la señal que observamos con nuestros telescopios sugiere una estructura mucho más compleja detrás de esta misión, probablemente procedente de varias regiones de emisión, no sólo de una”.

El modelo del “carrusel a la deriva” consigue explicar mucho mejor esta complejidad, describiendo la emisión como procedente de regiones de partículas cargadas, distribuidas en un anillo giratorio alrededor de líneas del campo magnético, una especie de carrusel. “Cuando cada región libera radiación, la rotación genera un pequeño desplazamiento o deriva en la señal observada de estos subpulsos, que podemos detectar utilizando el radiotelescopio MWA (Murchison Widefield Array)”. “Ocasionalmente descubrimos que este carrusel de subpulsos se acelera y se frena después, lo que podría ofrecernos la mejor ventana al estudio de la física de plasmas que hay detrás de la emisión del púlsar”.

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Agujeros negros supermasivos con límite de velocidad

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Rompiendo el límite de velocidad de los agujeros negros supermasivos

por Amelia Ortiz · Publicada 22 marzo, 2017 ·
22/3/2017 de Los Álamos National Laboratory (LANL)


Colapso gravitatorio del Universo según una simulación por computadora. Fuente: Los Álamos National Laboratory.

Una nueva simulación por computadora ayuda a explicar la existencia de extraños agujeros negros supermasivos observados en el Universo temprano. La simulación está basada en un código de computadora utilizado para comprender el acoplamiento entre la radiación y ciertos materiales.

“Los agujeros negros supermasivos tienen un límite de velocidad que controla lo rápido y lo grande que pueden crecer”, explica Joseph Smidt (LANL). “El descubrimiento relativamente reciente de agujeros negros suermasivos en las primeras fases de desarrollo del Universo ha propiciado la aparición de una pregunta fundamental, ¿cómo crecieron tanto tan rápido?”

Utilizando códigos de computadora desarrollados en Los Álamos para crear modelos de la interacción entre materia y radiación, Smidt y sus colaboradores crearon una simulación de estrellas en colapso que creaban agujeros negros supermasivos en menos tiempo de lo esperado, en escalas cosmológicas, durante los primeros mil millones de años del Universo.

“Resulta que aunque los agujeros negros supermasivos tienen un límite de velocidad en su crecimiento, ciertos tipos de estrellas masivas no lo tienen”, comenta Smidt. Los investigadores crearon un modelo en el que se formaban estrellas masivas con una configuración especial, que acababan formando agujeros negros supermasivos en menos tiempo. Además, el modelo inesperadamente encaja con otros fenómenos que observan los astrofísicos de manera rutinaria.La investigación demuestra que los agujeros negros supermasivos simulados interactúan con las galaxias del mismo modo que se observa en la naturaleza, incluyendo los ritmos de formación de estrellas, perfiles de densidad de las galaxias y proporciones térmicas y de ionización de los gases.

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Volcán de Marte extinto hace 50 millones de años

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Un volcán de Marte y los dinosaurios de la Tierra se extinguieron al mismo tiempo

por Amelia Ortiz · Publicada 21 marzo, 2017 ·
21/3/2017 de JPL / Earth and Planetary Science Letters


Una nueva investigación, apoyada en imágenes del orbitador Mars Reconnaissance Orbiter de NASA, indica que Arsia Mons, uno de los mayores volcanes de Marte, produjo flujos de lava de modo activo hasta hace unos 50 millones de años. Esta imagen de gran campo fue tomada por el orbitador Viking 1. Crédito: NASA/JPL/USGS.

Una nueva investigación de NASA revela que el anciano volcán gigante Arsia Mons produjo un flujo de lava nuevo en su cumbre cada 1 a 3 millones de años, durante su pico final de actividad. La última actividad volcánica allí cesó hace unos 50 millones de años, alrededor de la época de la extinción del Cretácico-Paleógeno en la Tierra, cuando grandes cantidades de plantas y especies animales de nuestro planeta (incluyendo dinosaurios) se extinguieron.

Situado justo debajo del ecuador de Marte, Arsia Mons es el miembro más al sur de un trío de volcanes de escudo, amplios y de pendientes suaves, conocidos conjuntamente con el nombre de Tharsis Montes. Arsia Mons fue construido durante miles de millones de años, aunque los detalles de su ciclo vital todavía están siendo estudiados. La actividad volcánica más reciente se piensa que tuvo lugar en la caldera con forma de cuenco de la cima, donde se han identificado 29 chimeneas volcánicas. Hasta ahora ha sido difícil estimar de modo preciso cuándo estuvo activo este campo volcánico.

“Estimamos que el máximo de actividad del campo volcánico de la cima de Arsia Mons se produjo probablemente hace 150 millones de años, durante el final del periodo jurásico en la Tierra, y que luego se extinguió en la misma época aproximadamente que los dinosaurios de la Tierra”, explica Jacob Richardson (NASA). “Sin embargo, es posible que alguna chimenea volcánica pueda haber seguido activa en los últimos 50 millones de años, lo cual es muy recientemente en términos geológicos”.

Utilizando un nuevo modelo por computadora, los investigadores concluyeron que los flujos de lava más antiguos de Arsia Mons se remontan a hace unos 200 millones de años, mientras que los más jóvenes probablemente tuvieron lugar hace entre 10 y 90 millones de años, con mayor probabilidad hace 50 millones de años. En el momento de máxima actividad, unos 150 millones de años atrás, las chimeneas de la caldera probablemente produjeron de manera conjunta entre 1 y 8 kilómetros cúbicos de lava por millón de años, que fueron lentamente aumentando el tamaño del volcán.

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“Espiral de la muerte”

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La misión Swift de NASA crea un mapa de la “espiral de la muerte” de una estrella que se precipita al interior de un agujero negro

por Amelia Ortiz · Publicada 21 marzo, 2017 ·
21/3/2017 de NASA


Ilustración de artista que muestra la explosión llamada ASASSN-14li, en la que resultó destruida una estrella que pasaba demasiado cerca de un agujero negro con 3 millones de veces la masa de nuestro Sol. Los escombros se juntaron en un disco de acreción alrededor del agujero negro. Datos nuevos del satélite Swift de NASA demuestran que la formación inicial del disco fue dirigida por interacciones entre flujos entrantes y salientes de escombros. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Hace unos 290 millones de años, una estrella muy parecida al Sol ser acercó demasiado al agujero negro central de su galaxia. Mareas intensas rompieron la estrella, lo que produjo una erupción de luz óptica, ultravioleta y en rayos X que llegó a la Tierra en 2014. Ahora, un equipo de científicos, utilizando observaciones del satélite Swift de NASA, ha estudiado cómo y dónde se originó esta luz de diferentes longitudes de onda, mientras los escombros de la estrella rodeaban el agujero negro.

“Hemos descubierto cambios en el brillo de los rayos X que se produjeron un mes después de que se observaran cambios parecidos en luz visible y del ultravioleta”, explica Dheeraj Pasham (Massachusetts Institute of Technology). “Pensamos que esto significa que las misiones óptica y ultravioleta se originaron lejos del agujero negro, donde estelas con forma elíptica de la materia que estaba en órbita chocaron entre sí”.

La explosión, llamada ASASSN-14li,  se produjo cuando una estrella similar al Sol pasó demasiado cerca de un agujero negro con la masa de 3 millones de soles, parecido al que hay en el centro de nuestra galaxia. Por comparar, el horizonte de sucesos de un agujero negro como ése es unas 13 veces mayor que el Sol, y el disco de acreción formado por la estrella destruida podría extenderse a más del doble de la distancia de la Tierra al Sol.

Cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro con 10.000 o más veces la masa del Sol, las fuerzas de marea superan la fuerza de gravedad de la propia estrella, convirtiéndola en una estela de escombros. La materia que se precipita hacia el agujero negro se reúne en un disco de acreción giratorio, donde se comprime y calienta antes de acabar vertiéndose al interior del horizonte de sucesos del agujero negro, el punto más allá del cual nada puede escapar y que los astrónomos no pueden observar. Las explosiones de los episodios de destrucción por fuerzas de marea contienen información importante acerca de cómo se distribuyen inicialmente estos escombros en el disco de acreción. Las interacciones entre estos escombros pueden producir las emisiones en el óptico y el ultravioleta que se han observado.

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