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Nuevo modelo teórico explicaría como se formaron Jupiter y Saturno

jupiter-saturno

Un nuevo modelo teórico desarrollado por el científico del Instituto Carnegie de Washington, Alan Boss, da nuevas pistas de cómo pudieron haberse formado y evolucionado los planetas gigantes gaseosos -como Júpiter y Saturno- en nuestro Sistema Solar.

Las estrellas nuevas están rodeadas por un disco de gas durante las primeras etapas de su existencia. Se cree que los planetas gigantes se forman, precisamente, por la presencia de estos discos.

Pero existen varias teorías que compiten unas con otras respecto a cómo es que los planetas gigantes se forman alrededor de las protoestrellas. Una de estas teorías propone que estos planetas surgieron a partir de pequeños pedazos de roca y hielo que se fueron uniendo, seguido de la creación de un disco de gas que rodearía a la estrella naciente. La otra teoría propone que grupos de gas denso que se forman en brazos espirales, incrementan la masa y la densidad de estos brazos formando un planeta gigante en un solo paso.

Observaciones de estrellas jóvenes que siguen teniendo estos discos de gas, demuestran que las estrellas como el Sol se someten frecuentemente a periodos de estallido que duran al menos 100 años y que transfieren masa desde el disco hacia la estrella joven, incrementando su luminosidad. Se piensa que estas ráfagas cortas de acreción de masa son impulsadas por una inestabilidad gravitacional en el disco de gas.

“Los planetas gigantes, una vez que se forman, son muy difíciles de destruir”, afirmó Alan Boss, “aún durante el periodo de los fuertes estallidos energéticos que experimentan las estrellas jóvenes”, añade.

Para llegar a sus conclusiones, Boss desarrolló modelos tridimensionales muy detallados con la finalidad de demostrar que, independientemente de cómo se formaron los planetas gigantes gaseosos, estos debieron de haber sido capaces de sobrevivir a periódicas transferencias de masa desde el disco de gas hacia la estrella joven.

Por otro lado, uno de los modelos desarrollados es similar al Sistema Solar y su estabilidad es de unos 1000 años. El otro modelo contenía planetas parecidos a Júpiter y a Saturno y se le dio una estabilidad de 3,800 años. Los modelos mostraron que estos planetas fueron capaces de evitar ser forzados a migrar hacia el interior para ser tragados por la protoestrella en crecimiento, o ser arrojados completamente fuera del sistema planetario debido a la interacción que pudiese haberse dado entre un planeta y otro.

Actualmente se ha encontrado en torno a un 20% de planetas gigantes gaseosos en estrellas parecidas al Sol, lo que indica que el modelo propuesto por Boss sobre el origen de planetas como Júpiter y Saturno va por buen camino.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy.

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¿Pudo haber contribuido la explosión de una supernova en la formación del sistema solar?

This composite image shows a superbubble in the Large Magellanic Cloud.

 

Un nuevo estudio publicado por dos investigadores de la Universidad de Chicago ponen a prueba la noción de que la fuerza de una estrella en explosión intervino en la formación del Sistema Solar. En este estudio, Haolan Tang y Nicholas Dauphas encontraron una baja abundancia del isótopo radioactivo hierro 60 (la señal indicadora de una estrella que explotó) en el material que forma el Sistema Solar.

Para lograr su objetivo, buscaron material remanente de explosiones estelares en meteoritos con la finalidad de determinar las condiciones bajo las cuales el sistema solar se formó. Algunos remanentes son isótopos radioactivos (los isótopos no son otra cosa que átomos energéticos e inestables que decaen con el transcurso del tiempo). En la década pasada, los científicos han encontrado grandes cantidades del isótopo radioactivo hierro 60 en los materiales que se formaron en las edades tempranas del universo.

“Si tienes hierro 60 en cantidades abundantes en el sistema solar, quiere decir que es la evidencia de que allí se encuentra la presencia de una supernova”, afirmó el profesor Dauphas. De hecho, el hierro 60 solamente se puede originar a partir de la explosión de una de estas estrellas, de tal manera que los científicos han tratado de explicar esta abundancia aparente sugiriendo que una supernova pudo haber existido cerca de  nuestro Sistema Solar esparciendo dicho  isótopo a través de la gran explosión que produjo.

Sin embargo, Tang y Dauphas descubrieron que los niveles de hierro 60 eran uniformes y bajos en el material del sistema solar temprano. Y llegaron a esta conclusión realizando pruebas de ejemplares de meteoritos. Para medir la abundancia de este isótopo, analizaron los mismos materiales con los que previamente habían trabajado otros investigadores, pero utilizando un método diferente y más preciso.

Y es que métodos previos llevados a cabo por otros científicos mantenían las muestras de meteoritos intactas y no removían completamente las impurezas, lo que llevaba a que las mediciones contuvieran más errores. La aproximación de Tang and Dauphas, sin embargo, requirió poner las muestras de meteorito dentro de una solución antes de realizar las mediciones, esto con la finalidad de remover las impurezas. Este procedimiento produce resultados con mucho menor cantidad de errores.

Por otro lado, para determinar si el hierro 60 estaba ampliamente distribuido, el par de investigadores analizaron otro isótopo del hierro (hierro 58). Las supernovas producen ambos isótopos bajo el mismo proceso, de tal suerte que Tang y Dauphas fueron capaces de seguir la distribución del hierro 60 a través de la medición de la distribución del hierro 58.

“Ambos isótopos actúan como gemelos inseparables: una vez que supimos en donde estaba el hierro 58, intuimos que el hierro 60 no podía estar muy lejos”, explica Dauphas. Y lo que finalmente encontraron fueron pequeñas variaciones de hierro 58 en las mediciones hechas en varias muestras de meteoritos, lo cual confirma su conclusión de que el hierro 60 estaba uniformemente distribuido.

Para dar cuenta de estos hallazgos sin precedentes, Tang y Dauphas sugieren que los bajos niveles de hierro 60 probablemente provienen de la acumulación por largo tiempo de este isótopo en el medio interestelar, en las cenizas de estrellas muertas, en lugar de ser producto de la explosión de una estrella supernova cerca de nuestro sistema solar, como otros autores sugieren.

Sin embargo, es más difícil dar cuenta de la grana abundancia de aluminio 26, que implica la presencia de estrellas cercanas. Y en lugar de explicar esta abundancia partiendo de la existencia de una supernova, Tang y Dauphas proponen que una estrella masiva (quizá más de 20 veces la masa del Sol) arrojó sus capas exteriores a través de los vientos estelares, dispersando el aluminio 26 y contaminando el material que eventualmente podría haber formado el sistema solar, mientras que el hierro 60 permaneció guardado y “asegurado” en el interior de aquella estrella. Si el sistema solar se formó a partir de este material (aluminio 26), este escenario alternativo explicaría la abundancia de ambos isótopos.

“En el futuro, nuestro estudio debe ser considerado cuando la gente intente contar su historia sobre el origen y la formación del sistema solar”, afirmó Tang.

Los resultados de la investigación apareciron publicados en línea, el mes pasado, en Earth and Planetary Science Letters.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy.

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Dan a concer los mapas más completos de la gravedad lunar

Manto gravitacional de la Luna

Las sondas GRAIL de la NASA, que apenas el pasado 12 de Diciembre fueron destruidas en la superficie de la Luna por haber cumplido su misión de manera satisfactoria, ha generado el mapa gravitacional de mayor resolución que se tenga de cualquier cuerpo celeste.

Gracias a este nuevo mapa de nuestro vecino satélite, los científicos podrán aprender más sobre su estructura interna y composición. Los datos obtenidos estas dos sondas, que tenían el tamaño de una lavadora, también ayudarán a mejorar la comprensión sobre cómo la Tierra y otros planetas rocosos del Sistema Solar se formaron y evolucionaron.

Campo gravitacional de la Luna 1

El mapa de gravedad revela una abundancia de características nunca antes observadas con detalle, como las estructuras tectónicas o las formas de relieve volcánicas. También muestra que el campo gravitacional de la Luna es diferente a cualquier campo gravitacional de los planetas del Sistema Solar.

De acuerdo con Maria Zuber del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge, el campo gravitatorio de la Luna preserva el récord de impactos por bombardeo que caracteriza a todos los planetas rocosos (como la Tierra) y revela evidencias de fracturas del interior que se extienden hacia la corteza profunda y, posiblemente, el manto. Estos impactos han sido grabados y, afortunadamente, medidos con precisión.

Un dato que es realmente interesante es que el espesor de la corteza de la Luna es muy delgado, por lo que, la composición global del satélite es similar a la composición de la Tierra. Esto apoya los modelos que hablan de que la Luna es producto de un desprendimiento de materiales de la Tierra que fueron expulsados durante un impacto gigante que tuvo lugar poco después de que se formara el Sistema Solar.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy.

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El robot Curiosity detecta agua en Marte

NASA_Curiosity_Rover

El robot Curiosity de la NASA ha utilizado todos los instrumentos que lleva abordo, toda su capacidad, para analizar el suelo marciano por primera vez, lo que lo ha llevado a encontrar compuestos químicos complejos como son agua, sulfuro y cloro.

La detección de estas sustancias durante esta fase temprana de la misión demuestra las capacidades del laboratorio para analizar diversos tipos de suelo y muestras de rocas a lo largo de los próximos dos años. Con este descubrimiento, los científicos también han puesto a prueba la capacidad de los instrumentos que se encuentran abordo del robot.

Curiosity es el primer vehículo enviado a Marte (recordemos que ya ha habido otras misiones), que tiene la capacidad de recoger muestras y luego analizarlas en su propio laboratorio.

Por otro lado, las muestras que ha obtenido provienen de arena y polvo que, a lo largo del tiempo y debido a los vientos, se ha ido acumulando hasta formar lo que hoy se conoce como “Rocknest” que es una región relativamente plana que forma parte del cráter Gale.

Datos de los compuestos quimicos encontrados en Marte

Estos datos muestran los gases encontrados en las rocas marcianas, luego de que estas fueran calentadas para que las moléculas de estos componentes químicos se pudieran evaporar y así ser analizadas. Los elementos encontrados incluyen vapor de agua, dióxido de carbono, oxígeno y sulfuro. /Crédito: http://www.astrobio.net

“No hemos detectado compuestos orgánicos en Marte hasta el momento, pero seguiremos investigando los diversos ambientes que tiene el cráter Gale”, dijo el científico Paul Mahaffy de la NASA.

Tanto el instrumento APXS y la cámara que lleva instalada en el brazo han podido confirmar que “Rocknest” tiene los mismos compuestos químicos y la misma textura que la arena en la que se posaron las otras naves que hace pocos años pisaron el planeta rojo: Pathfinder, Spirit y Opportunity.

La excavadora de Curiosity

Así se ven los fosos, de unos cuatro centímetros, hechos por el brazo-robot del Vehículo Curiosity. /Crédito: NASA

El equipo de investigadores que desde la Tierra dirige el Curiosity  eligió “Rocknest” como el primer sitio para escarbar debido a que la arena es muy suave y permite que el brazo mecánico del robot la pueda recoger con mas facilidad para luego depositarla, sin mayores complicaciones,en las cámaras de análisis que este lleva abordo.

Y es que, dentro de estas cámaras de análisis, se hace vibrar la arena para remover residuos que, por un descuido, podrían provenir de la Tierra y alterar los resultados.

Sobre los detalles de la composición de los materiales encontrados, los científicos ya han concluido que la mitad de éstos tienen un origen volcánico y la otra mitad son materiales no cristalinos como el vidrio. Sobre el agua encontrada, esta no se encuentra en estado líquido, sino que las moléculas están unidas a la arena y al polvo por lo que, si se les calienta, inmediatamente se evaporarán. Hay que recalcar el hecho de que la composición de los gases es analizada gracias a que el robot lleva a bordo un pequeño horno que aumenta considerablemente la temperatura del polvo y la arena para que las moléculas de los componentes químicos encontrados puedan desprenderse.

Con el tipo de investigación que se está realizando en Marte, podemos entonces afirmar que la finalidad de la misión será la de tratar de localizar algún tipo de prueba sobre la existencia de microorganismos, o si estos alguna vez existieron en dicho planeta.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: NASA

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La sonda Messenger encuentra pruebas de agua en Mercurio

Esta imagen de radar fue tomada por el Radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico y nos muestra, en color amarillo, las regiones que mayor reflejo producen en el polo norte de Mercurio. Desde su descubrimiento, en 1992, se ha pensado que estos depósitos polares consisten en agua congelada. Ahora se ha podido corrobar esta hipótesis con las observaciones de la sonda Messanger. /Crédito: NASA.

Nuevas observaciones realizadas por la sonda Messenger de la NASA respaldan la vieja hipótesis de que en los polos del planeta Mercurio existe un gran reservorio de agua congelada.

Tres líneas independientes de investigación apoyan esta conclusión: 1.las primeras medidas que dan cuenta del exceso de hidrógeno en el polo norte de Mercurio y que se han tomado con el espectrómetro de neutrones de la sonda, 2. las primeras medidas de la reflectancia de los depósitos polares cerca del infrarrojo cercano utilizando un Altímetro Láser,  y 3.los primeros modelos detallados de las temperaturas de la superficie de las regiones polares de Mercurio.

Dada su proximidad al Sol, parecía ser que Mercurio no era el lugar idóneo para encontrar hielo, pero, debido a que su eje de rotación es de casi cero (menos de un grado) los polos del planeta nunca pueden ver la luz que proviene de nuestro astro, lo que favorece la producción de hielo.

Hace décadas, los científicos ya pensaban en la existencia de agua congelada y atrapada en los polos de Mercurio. La idea recibió un impulso en 1991 cuando el radio telescopio de Arecibo en Puerto Rico detectó manchas de luz inusuales en los polos de Mercurio. Muchos de estas manchas correspondían con la ubicación de grandes impactos de cráteres que fueron clasificados por la nave Mariner 10 en los años 70. Pero, debido a que la sonda solamente analizó menos del 50 por ciento del planeta, a los científicos planetarios les fue imposible realizar un diagrama completo de los polos para compararlos con las imágenes del Mariner.

Aquí se puede apreciar una superposición de imágenes de la misma región de Mercurio que comprenden la que tomó el radiotelescopio de Arecibo y la que recientemente acaba de tomar la sonda Messenger. Los depósitos más grandes de agua están localizados en el suelo o en las paredes de cráteres. /Crédito: NASA.

Por otro lado, la sonda Messenger arribó a Mercurio el pasado año cambiando esta perspectiva y confirmando que las características brillantes que aparecieron en su radar de los polos de Mercurio eran consistentes con la hipótesis de la presencia de agua.

Ahora, la última información recibida por esta sonda indica que el agua congelada es el mayor constituyente de los depósitos situados en los polos. Muchos de estos depósitos están en la superficie, pero existen otros que están cubiertos por un material obscuro.

¿Pero qué es este material oscuro? De acuerdo con uno de los investigadores, dicho material probablemente sea una mezcla de compuestos orgánicos complejos llevados a Mercurio por los impactos de cometas y asteroides, los mismos objetos que probablemente llevaron agua a los planetas interiores del Sistema Solar como la Tierra. El color obscuro de este material puede deberse al hecho de que se encuentra expuesto a las altas radiaciones que hay en el planeta debido a la ausencia de atmósfera.

Sin embargo, los científicos aún tienen dudas de que este material oscuro esté hecho de componentes puramente orgánicos y se preguntan: ¿Los materiales obscuros observados en los depósitos polares de Mercurio consisten únicamente en compuestos orgánicos? ¿Existen regiones dentro de Mercurio que puedan tener al mismo tiempo agua líquida y compuestos orgánicos?

Con las próximas misiones que se envíen al planeta, seguramente podrán resolverse todas estas dudas.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Phys.org

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