Detectan por primera vez moléculas orgánicas fuera del Sistema Solar

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Por primera vez, un equipo de astrónomos han detectado la presencia de moléculas orgánicas complejas, los ladrillos de la vida, en un disco protoplantario rodeando una estrella joven. El descubrimiento, hecho con el telescopio Milimétrico/Submilimétrico de Atacama en Chile (mejor conocido por sus siglas como ALMA), reafirma que las condiciones que se generan en la Tierra y el Sol no son únicas en el universo.

Las nuevas observaciones de ALMA revelan que el disco protoplanetario que rodea a la estrella MWC 480 contiene grandes cantidades de cianuro de metilo (CH3CN), que es una molécula compleja basada en el carbono. De hecho se ha descubierto que hay suficiente de esta molécula como para llenar todos los océanos de la Tierra. El nombre MWC 480 se refiere al Catálogo del Monte Wilson de estrellas tipo B y A que tienen líneas brillantes de hidrógeno en su espectro.

Tanto las moléculas de cianuro de metilo, como de cianuro de hidrógeno (que es su prima), fueron encontradas en el disco frío y distante que recientemente se está formando alrededor de la estrella en cuestión, en una región que los astrónomos creen es análoga al cinturón de Kuiper, una región formada en nuestro propio Sistema Solar que se encuentra más allá de la órbita de Neptuno y que contiene pequeños cuerpos formados por hielo y, por su puesto, por cometas.

Los cometas son muy importantes porque retienen información de la primera química que se dio en el Sistema Solar hace millones de años, en el periodo de formación planetaria. De hecho se cree que los cometas y asteroides que se encuentran en este cinturón de Kuiper, sembraron la Tierra con agua y moléculas orgánicas, ayudando a crear y desarrollar las primeras formas de vida de nuestro planeta.

“Los estudios de cometas y asteroides muestran que la nebulosa solar que generó al Sol y los planetas era rica en agua y complejos compuestos orgánicos”, afirma Karin Öberg, astrónomo de la Universidad de Harvard y uno de los autores principales de este nuevo trabajo. También comenta que esto es particularmente intrigante, ya que las moléculas encontradas en MWC 480 también han sido halladas en concentraciones similares en los cometas del Sistema Solar.

La estrella MWC 480, que tiene dos veces la masa del Sol, está situada a 455 años luz en una región de formación estelar en la constelación de Tauro. El disco que rodea a la estrella se encuentra, apenas, en sus primeras etapas de formación.

Los astrónomos han sabido, ya desde algún tiempo, que las frías y obscuras nubes interestelares  resultan ser eficientes fábricas para la formación de moléculas orgánicas complejas, incluyendo un grupo de moléculas conocidas como cianuros. Los cianuros, y más específicamente los cianuros de metilo, son importantes porque contienen vínculos con moléculas de nitrógeno y carbono, que son esenciales para la formación de aminoácidos, que son a su vez esenciales para la formación de proteínas y de los ladrillos fundamentales para la vida.

Hasta ahora, sigue siendo poco claro si estas complejas moléculas orgánicas pueden sobrevivir en el ambiente energético que de lugar a la formación de un nuevo sistema solar, donde la radiación fácilmente rompe los enlaces químicos.

Pero, explotando la gran sensibilidad del telescopio ALMA, los astrónomos pueden evidenciar, a partir de las últimas observaciones, que estas moléculas no solamente sobreviven, sino también florecen. ALMA es capaz de detectar la débil radiación que es naturalmente emitida por moléculas en el espacio. Debido a que el telescopio no se encuentra funcionando al 100%, los astrónomos utilizaron una porción de las 66 antenas cuando dicho telescopio estaba en su configuración de resolución más baja. Estudios adicionales de este y de otros discos protoplanetarios con todas las capacidad de ALMA, revelarán datos adicionales sobre la estructura química y la evolución estructural de estrellas y planetas.

De manera importante hay que decir que las moléculas detectadas por ALMA son mucho más abundantes que lo que se encontraría en las nubes interestelares. Esto les dice a los astrónomos que los discos protoplanetarios son muy eficientes a la hora de formar complejas moléculas orgánicas y que son fáciles de formarse en breves periodos de tiempo.

“A partir del estudio de los exoplanetas, ahora podemos saber que el Sistema Solar no es único cuando a número de planetas y abundancia de agua”, concluye Oberg. “Ahora sabemos que el Sistema Solar no es el único lugar donde puede haber moléculas orgánicas. Una vez mas hemos aprendido que no somos especiales. Desde el punto de vista de la vida en el universo, éstas son grandes noticias”, concluye.

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Traducido y editado por Julio García. 

Referencia: http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2015/04/a-fine-tuned-universe-complex-organic-molecules-discovered-in-infant-star-system.html

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El telescopio Spitzer detecta emisiones de gas del cometa ISON

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Estas fotografías del cometa ISON fueron tomadas en Junio de 2013 por el telescopio Spitzer de la NASA, cuando el cometa se encontraba a unos 500 millones de kilómetros del Sol /Crédito: NASA.

Astrónomos que han utilizado el telescopio Spitzer de la NASA han observado lo que podrían ser emisiones de dióxido de carbono del cometa ISON, el cual pasará a través del interior del Sistema Solar a finales de este año.

Imágenes que del cometa fueron tomadas en Junio de 2013 indican que, de su cola, se está desprendiendo dióxido de carbono.

“Estimamos que ISON está emitiendo 1 millón de kilogramos de dióxido de carbono y 56 millones de kilogramos de polvo cada día”, afirma Carey Lisse de la Universidad Johns Hopkins.

El cometa se encontraba a 500 millones de kilómetros del Sol cuando las observaciones fueron realizadas.

“Éstas fabulosas observaciones de ISON son únicas y sientan las bases para realizar más observaciones y hacer más descubrimientos. Creemos que los datos recolectados de este cometa nos ayudarían a explicar cómo y cuándo se formó el Sistema Solar”.

El cometa tiene menos de 4,8 kilómetros de diámetro (lo equivalente a una pequeña montaña) y pesa unos 3,2 trillones de kilogramos.

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El telescopio Spitzer de la NASA antes de que fuera lanzado al espacio el 25 de agosto de 2003. /Crédito: Wikipedia.

Debido a que aún se encuentra muy lejos, su verdadero tamaño y densidad no han podido ser determinados con precisión. Como todos los cometas, ISON es una sucia bola de nieve hecha de polvo y gases congelados como agua, amoniaco, metano y dióxido de carbono: elementos que ayudaron a la formación de los planetas hace 4,500 millones de años.

En la medida en que se acerque al Sol (pasará a una distancia de 1 millón de kilómetros el 28 de noviembre) ISON se volverá cada vez más caliente. Y, durante este proceso, diferentes gases se calentarán hasta evaporarse.

ISON, que en ese entonces se encontraba entre las órbitas de Júpiter y Saturno, fue descubierto por los científicos rusos Vitali Nevsky y Artyom Novichonok el 21 de septiembre de 2012 gracias a las emisiones de dióxido de carbono que es capaz de producir.

“Ésta observación nos otorgan una excelente imagen de una parte de la composición del cometa ISON y, por extensión, del disco protoplanetario del cual se formaron los planetas”, afirma Carey Lisse. “La mayoría del carbono en el cometa se encuentra encerrado en hielo, y será hasta que se acerque a la órbita de Marte cuando podamos comenzar a ver cómo se derrite el hielo que cubre el carbono”.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Jet Propulsion Laboratory.

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El universo podría tener más planetas como la Tierra de los que hasta ahora se creía

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Para que la naturaleza sea capaz de construir un planeta tipo terrestre como la Tierra, requiere la presencia de materiales que no estaban presentes en las primeras etapas en las que se formó el universo.

El Big Bang, o Gran Explosión, llenó el espacio de hidrógeno y helio. Los elementos químicos como el silicón y el oxígeno (componentes clave en la formación de rocas) se formaron con el transcurso de miles de años en el interior de las estrellas. ¿Pero cuánto tiempo duró la formación de estos elementos pesados? Y sobre todo: ¿Cuántos de estos compuestos químicos son necesarios para formar planetas?

Estudios recientes han mostrado que mundos gigantes como Júpiter tienden a formarse alrededor de estrellas que contienen elementos químicos más pesados que el Sol. Sin embargo, una investigación llevada a cabo por un equipo de astrónomos de la Universidad de Harvard encontraron que los planetas más pequeños que Neptuno se encuentran localizados alrededor de una gran variedad de estrellas, incluyendo aquellas que poseen menos elementos pesados que el Sol. Como resultado, los planetas rocosos como la Tierra podrían haberse formado más temprano de lo esperado en la historia del universo.

“Este trabajo sugiere que los planetas terrestres podrían haberse formado en cualquier momento en la historia de nuestra galaxia. Esto quiere decir también que no se requiere de muchas generaciones de estrellas que exploten para que se produzcan ”, afirmó David Latham del Instituto Smithsoniano de Astrofísica de Harvard.

Hay que mencionar que los científicos llaman metales a aquellos elementos que son más pesados que el hidrógeno y el helio y que se forman cuando los dos elementos anteriores se fusionan en el interior de las estrellas para dar lugar a compuestos cada vez más pesados y complejos.

Por otro lado, para llegar a sus más recientes conclusiones, los astrónomomos midieron la cantidad de metal que contienen otras estrellas utilizando como punto de referencia al Sol, encontrado que los astros con un mayor número de elementos pesados son considerados como ricos en metales, mientras que a los que tienen pocos elementos pesados se les consideran pobres en metales.

En 2012, Latham y sus colegas examinaron más de 150 estrellas en las que orbitaban planetas, todo esto con la finalidad de conocer la cantidad de metales pesados que contenían. Posteriormente relacionaron dicha `metalicidad´con el tamaño de los planetas asociados a los astros estudiados.

Y encontraron que los planetas más grandes tienden a orbitar estrellas con la misma cantidad de metales que el Sol o inclusive más. Los planetas más pequeños, sin embargo, se pudieron encontrar tanto en estrellas ricas en metales como en las que no los tenían. “Los planetas gigantes prefieren estrellas ricas en metales. Los pequeños no”, explica Latham.

También encontraron que los planetas terrestres se forman en un abanico de `metalicidades´, incluyendo sistemas con solamente un cuarto de la cantidad de metales que contiene el Sol. El descubrimiento también apoya el modelo de acreción del núcleo en la formación planetaria, en el cual el polvo primordial se acumula lentamente hasta formar cuerpos más grandes y, finalmente, planetas. Cuando uno de estos cuerpos es 10 veces más grande que la Tierra, es capaz de atraer hidrógeno y convertirse en un planeta gaseoso como Júpiter.

En este sentido, el núcleo de un planeta gigante debe formarse rápidamente ya que el hidrógeno en el disco protoplanetario se disipa rápidamente y, si no es atraído por la fuerza de gravedad de dicho planeta, entonces el hidrógeno es arrasado por los vientos solares en tan sólo unos pocos millones de años.

En conclusión: mayor `metalicidad´significa que es más fácil que se formen núcleos más grandes, lo que a su vez explicaría por qué es más probable encontrar a un gigante gaseoso orbitando una estrella rica en metales.

Y la posibilidad de que existan más planetas como la Tierra en el universo, como se ha podido demostrar con esta investigación, nos abre el camino para no detenernos en la búsqueda de una civilización como la nuestra, la cual podría estar a la vuelta de la esquina.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy.

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Las estrellas enanas marrones también podrían albergar planetas como la Tierra

Disco de gas y polvo en estrella marron

Ésta es una recreación artística del disco de gas y polvo que se encuentra alrededor de la enana marrón ISO-Oph 102 en la constelación de Ofiuco /Crédito: http://www.space.com

De acuerdo con una nueva investigación, en la que se hicieron observaciones de una estrella enana marrón, sugiere que los planetas del tamaño de la Tierra se pueden formar alrededor de estas estrellas fallidas.

A esta conclusión han llegado los astrónomos luego de encontrar evidencia de granos sólidos muy delgados en un disco que rodea a la enana marrón ISO-Oph 102, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra.

La actual teoría sobre formación planetaria afirma que los planetas rocosos se producen paulatinamente gracias a los pequeños granos que, poco a poco, van colisionando entre sí hasta pegarse y formar granos cada vez más grandes y, finalmente, planetas rocosos.

Antes de este descubrimiento los científicos pensaban que las estrellas enanas marrones tenían muy pocas partículas de polvo ya que,  se creía, se movían muy rápido para permitir que el proceso anterior tuviera lugar.

Disco de polvo

En esta recración artística se observa, a detalle, los granos de polvo que le dan forma al disco que rodea a la estrella enana marrón en la constelación de Ofiuco. /Crédito: http://www.space.com

“Estuvimos muy sorprendidos al haber encontrado por primera vez granos milimétricos de polvo en este pequeño y delgado disco”, afirmó Luca Ricci, quien es uno de los investigadores principales del estudio. También comentó que espera que el fenómeno no sea un caso asilado y que se repita en otras estrellas de este tipo. El que este hecho suceda también en otras estrellas marrones no ha sido demostrado.

Por otro lado, para llegar a las conclusiones arriba mencionadas, el equipo utilizó el Telescopio de Atacama en Chile, que en realidad es un “arreglo” de varios telescopios milimétricos que trabajan en forma sincronizada y que fueron capaces de observar la luz emitida por el disco que rodea a ISO-Oph 102, que se encuentra en la constelación de Oficuo.

Antenas del Observatorio Milimétrico en Atacama, Chile

Este es el conjunto de radiotelescopios (66 en total cuando termine el proyecto a finales de 2013) que trabajan en frecuencias submilimétricas y que sirvieron para determinar las características del disco de polvo.

Cuando el disco de polvo es calentado por la energía de la enana marrón, emite radiación. Las ondas de luz emitidas tienden a ser del mismo tamaño que lo granos, o aún menores.

Los astrónomos compararon qué tan brillante era el disco en dos longitudes de onda: 0.89 milímetros y 3.2 milímetros y pudieron observar que el brillo cayó menos de lo esperado cuando se observó en la cifra milimétrica más grande: 3.2. De este resultado dedujeron entonces que muchos de los granos que rodean a la enana marrón deberían ser de 1 milímetro de tamaño.

El telescopio ALMA (siglas de Atacama Large Milimeter Array) se encuentra parcialmente construido y, aunque comenzó a operar en 2011 con parte de sus antenas, será terminado a finales de 2013 y, cuando esto suceda, los científicos están seguros de que podrán realizar observaciones más precisas. Será capaz de detectar no solamente la presencia de pequeñas partículas en el disco, sino de determinar de qué forma se propagan alrededor de este y cómo interactúan con el monóxido de carbono que es un gas que también ha sido ya detectado alrededor del disco.

Y es que con estos recursos tecnológicos los científicos serán capaces de entender mejor cómo es que se forman los planetas en situaciones y lugares que antes se consideraban imposibles.

El vídeo que aparece a continuación, y que ha sido distribuído por la NASA  a través de Youtube, es una animación bastante bien realizada que muestra la formación del disco de polvo alrededor de ISO-Oph 102:

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Space.com

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