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El equipo del CSIC contribuyó al hallazgo gracias a observaciones clave realizadas con el telescopio del Observatorio de Sierra Nevada, que permitieron confirmar la existencia del planeta.
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Un planeta gigante que no debería existir
Los planetas se forman a partir del material que rodea a las estrellas jóvenes, en lo que se conoce como un disco protoplanetario. Si el gas y el polvo de ese disco se concentran y alcanzan suficiente masa, pueden dar lugar a planetas gigantes. Sin embargo, este proceso depende en gran medida de la masa de la estrella: cuanto más pequeña es, menos material tiene disponible para formar mundos grandes.
Por eso ha sorprendido tanto el descubrimiento de TOI-6894b, un planeta gigante que orbita una diminuta estrella roja, TOI-6894, con solo un 20% de la masa del Sol. El hallazgo, publicado en Nature Astronomy, pone en cuestión las teorías actuales sobre la formación planetaria y abre nuevas incógnitas sobre cómo y dónde pueden surgir planetas de este tipo.
“Según las teorías actuales, estrellas tan pequeñas no deberían tener planetas tan grandes, porque no disponen de suficiente material a su alrededor”, explica Francisco J. Pozuelos, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y coautor del estudio.
TOI-6894b es un planeta gaseoso de baja densidad, con un radio algo mayor que el de Saturno, pero con apenas la mitad de su masa. Su estrella es la más ligera conocida con un planeta gigante en tránsito, con solo el 60% del tamaño de la siguiente más pequeña en la que se ha detectado un mundo similar.
El hallazgo forma parte de un proyecto que analiza los datos de la misión TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, en busca de planetas gigantes alrededor de estrellas de baja masa. “Examinamos observaciones de más de 91.000 enanas rojas en los datos de TESS para identificar planetas gigantes”, señala Edward Bryant, astrofísico y primer autor del trabajo.
El IAA-CSIC desempeñó un papel esencial en el análisis de los datos de TESS. “Detectamos que el tránsito del planeta —su paso por delante de la estrella— bloquea un 17% de su luz, algo muy poco habitual, lo que nos permitirá estudiar su atmósfera con gran detalle”, apunta Pozuelos.
Esa observación fue el punto de partida de una extensa campaña internacional de seguimiento. El IAA-CSIC confirmó la naturaleza planetaria de TOI-6894b mediante observaciones con el telescopio de 1,5 metros del Observatorio de Sierra Nevada (OSN), en distintas longitudes de onda y en coordinación con otros observatorios. “Gracias a estas observaciones pudimos descartar que se tratara de una estrella doble eclipsante y confirmar que estábamos ante un planeta gigante”, explica Víctor Casanova, investigador del IAA-CSIC.
Una atmósfera única
La clave para entender el origen de TOI-6894b podría estar en su atmósfera. Analizar su composición permitirá conocer la estructura interna del planeta y determinar si se formó por acreción de gas y polvo o por colapso gravitacional de un disco inestable.
Pero lo que más llama la atención es que su atmósfera es extraordinariamente fría. Mientras la mayoría de los gigantes gaseosos conocidos son “Júpiteres calientes”, con temperaturas entre 1000 y 2000 kelvin, TOI-6894b apenas alcanza 420 kelvin (unos 140°C). Su baja temperatura y la gran profundidad de sus tránsitos lo convierten en un candidato ideal para estudiar atmósferas frías fuera del Sistema Solar.
“Por la irradiación que recibe, esperamos que su atmósfera esté dominada por procesos químicos ligados al metano, algo muy poco común”, explica Amaury Triaud, de la Universidad de Birmingham.
“Estas temperaturas tan bajas podrían permitir detectar no solo metano, sino incluso amoníaco, lo que sería un hito, ya que nunca se ha observado este compuesto en la atmósfera de un exoplaneta”, añade Pozuelos.
Gracias a estas características, TOI-6894b ha sido seleccionado para futuras observaciones con el telescopio espacial James Webb (JWST).
“Estos datos nos permitirán poner a prueba las teorías sobre su formación y, en general, avanzar en la comprensión de cómo pueden surgir planetas gigantes en entornos tan extremos”, concluye Pozuelos.
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Una llamarada solar tan intensa que golpeará el campo magnético terrestre, sacudiendo el planeta y provocando la caída abrupta de la electricidad, Internet y las redes de telefonía durante varios días. Esto es lo que advierte una investigación de tres físicos de la Universidad de Chile publicada en la revista científica Space Weather, donde ha destacado como el estudio más leído y descargado del año. El fenómeno, conocido como geotormenta o tormenta geomagnética, afecta también la navegación y la aeronáutica, pues altera las brújulas.
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Pasar días sin luz, Internet, televisión, celular, ni teléfono son algunas de las consecuencias del fenómeno climático espacial llamado geotormenta o tormenta geomagnética, una reacción de nuestro planeta al impacto de una poderosa eyección de energía que sale desde el Sol hacia el espacio. Si el evento es muy intenso, podría tener efecto en las comunicaciones, en distintas tecnologías y en las redes de transmisión de electricidad. Estamos en el ciclo solar número 25 y el próximo evento es inminente, a fin de año, revela el estudio desarrollado por investigadores de la Universidad de Chile.
“Un evento grande podría ser potencialmente muy perjudicial”, dice el profesor Pablo Moya, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, quien se especializó en clima espacial trabajando en la NASA. El investigador es uno de los autores del artículo que anuncia una inminente geotormenta tan intensa que provocaría un apagón comunicacional de varios días de extensión.
La investigación, titulada “Ocurrencia de Tormentas Geomagnéticas y su Relación con las Fases de los Ciclos Solares”, publicada por la prestigiosa revista Space Weather, una de las más importantes del área, fue destacada recientemente por ser el artículo científico más leído y descargado durante el 2021. La publicación fue realizada por el profesor Pablo Moya junto a la investigadora de la Universidad de Chile, Paula Reyes, egresada de la Facultad de Ciencias, quien cursó el magíster en la misma unidad, y Víctor Pinto, egresado de la Casa de Bello y hoy profesor de la Universidad de Santiago de Chile.
“Las llamaradas solares, popularmente conocidas como tsunamis o tormentas solares, producen una radiación que se propaga desde el Sol hacia el espacio y golpea el campo magnético terrestre, el que reacciona provocando una tormenta geomagnética o geotormenta, que son eyecciones poderosas de energía. Si el evento es muy intenso podría tener efecto en las comunicaciones, en distintas tecnologías de comunicación, de transmisión de electricidad, etcétera”, explica el Dr. Moya.
En el estudio, los físicos chilenos muestran los resultados de un estudio sobre una serie de tormentas geomagnéticas ocurridas entre 1957 y 2019, a partir del cual identifican la probabilidad de ocurrencia de estos eventos y saber si serán moderados, intensos o severos. Su ocurrencia depende de la fuerza del ciclo solar (de aproximadamente 11 años de duración) y de las diferentes fases de este. “Nuestros resultados sugieren que el ciclo solar 25, que acaba de comenzar y que terminaría en 2034, aproximadamente, debería ser más fuerte que el ciclo actual. El máximo debería ocurrir entre este año y el próximo. El pico debería venir pronto”, advierte el investigador.
Una tormenta grande dura aproximadamente una semana desde que comienza hasta que termina. Podríamos tener problemas de comunicación durante varios días. Este impacto en la vida cotidiana fue una de las inspiraciones de Paula Reyes. “Está relacionado con fenómenos que ocurren en los alrededores de nuestro planeta, cuya fuente proviene del Sol, y que impactan directamente a nuestro diario vivir, principalmente por nuestra dependencia al uso de tecnologías”, dice.
En el mundo exterior, en tanto, también hay consecuencias, pues dañan los satélites, afectando así la exploración espacial y la tecnología que periódicamente lanzamos al espacio. “Este tipo de investigación también ayuda a tener una estimación de la obsolescencia de los satélites, e implementar mejoras en sus materiales de fabricación, ya que tormentas severas pueden producir sobrecargas y daños en ellos que sean irreversibles”, agrega la investigadora.
Por ejemplo, a principios del año pasado, SpaceX lanzó una flota de satélites a la alta atmósfera y una eyección de masa coronal que ocurrió días antes, al alcanzar la Tierra, desencadenó una tormenta geomagnética que produjo cambios en la atmósfera y resultó en una pérdida de alrededor del 80% de los satélites de la flota. “Además, dependiendo de la intensidad de la tormenta, pueden producirse sobrecargas en nuestros sistemas eléctricos, problemas en las órbitas de los satélites y -en general. en los sistemas de comunicación”, detalla la científica chilena.
Tormentas extremas: ¿Se puede predecir con certeza cuándo se registrará una?
El último gran evento se registró el 2003 en el Hemisferio Norte y provocó un apagón de Internet de varios días. Un hecho casi anecdótico en un mundo prácticamente análogo en ese entonces, que hoy, veinte años después, cuando toda la sociedad depende de la conexión a Internet, la electricidad y las comunicaciones, podría ser catastrófico. “Un evento realmente grande podría producir muchas pérdidas y muchos problemas de comunicación”, sostiene el profesor Moya.
Esos campos magnéticos pueden perturbar a cualquier material conductor, ya sea una línea de alta tensión, un tubo grande para transportar petróleo o una central eléctrica. “Además, perturba el campo magnético que mide las brújulas. Así que también tienen efecto en la navegación, en la aeronáutica”, precisa el especialista de la Universidad de Chile.
En esta línea, relata que en 1989 se registró una tormenta geomagnética muy grande, bautizada como “El evento de Halloween", que produjo apagones por la explosión de transformadores, centrales eléctricas y líneas de transmisión debido a los efectos electromagnéticos en la superficie terrestre.
El primer evento registrado fue hace como 150 años y se conoce como “Evento de Carrington”. La historia dice que saltaban chispas de los telégrafos. “Ese evento fue tan grande, tan grande, que la aurora se vio en Chile. Hay reportes de que se podía leer el diario de noche solamente con la luz de la aurora y todas las líneas de telégrafo se echaron a perder, los operarios veían que saltaban chispas de las líneas del telégrafo, así que las desconectaron de la corriente, pero la corriente inducida por la aurora las hacían funcionar igual y podían igual comunicarse solamente por la inducción del campo magnético de la aurora”, señala el profesor.
“Si eso pasara hoy día, sería mucho más complicado porque fallaría Internet, fallarían los satélites, fallarían las comunicaciones, fallan los GPS… Se apagaría Internet y habría múltiples fallas en centrales eléctricas que en 1859 no existían”, afirma. “Un evento como ese no ha sucedido más hasta el día de hoy. Entonces, una de las preguntas es ¿qué tan probable es que esto ocurra mañana? Y, por lo tanto, nuestro trabajo tenía que ver con eso. Tenemos los datos y podemos hacer una relación estadística para predecir qué tan probable es que haya un evento extremo pronto”, asegura el investigador.
Coincide con esta visión su alumna de tesis. “Si una tormenta de ese tipo ocurriese el día de hoy, es probable que se produzcan cortes de electricidad por varias horas debido a la sobrecarga del tendido eléctrico por la corriente eléctrica inducida. También cortes en las comunicaciones y televisión, lo que resultaría en pérdidas económicas significativas”, indica Paula. Sin embargo, plantea la científica, "no podemos olvidar que estamos frente a fenómenos naturales y que, a pesar de los fallos que se producirían, tendríamos la oportunidad de presenciar un espectáculo fascinante en nuestros cielos, ya que las auroras podrían observarse en latitudes mucho más alejadas de los polos”.
¿Estamos preparados?
El clima espacial es de vital importancia, ya que puede incidir en múltiples aspectos de nuestra vida como sociedad, desde las comunicaciones hasta asuntos geopolíticos, particularmente hoy, que dependemos en nuestro día a día de diversas tecnologías, como los satélites. “O sea, para países como Chile, imagina que mañana hay un terremoto y al mismo tiempo una tormenta geomagnética. Entonces, tenemos a la gente aislada que más encima no puede comunicarse. Eso sería una de las peores cosas que podría pasar”, sostiene Moya.
Existe una oficina en las Naciones Unidas que se preocupa del clima espacial y financia gran parte de las investigaciones en temas de plasmas en el espacio para entender la física del Sol, el espacio y la Tierra. Este trabajo tiene como propósito "ojalá algún día tener capacidad predictiva, de la misma forma que la meteorología, ya que con los datos que se saben de presión, temperatura y el viento y las nubes, uno puede decir con cierta, seguridad si mañana hay un 80% de probabilidad de que llueva, por ejemplo. Y el objetivo a mediano plazo es ojalá hacer eso con el Sol. Ya existe un monitoreo constante de la actividad del Sol de las agencias espaciales desde telescopios y satélites".
“El tema es que ahora un evento grande podría ser potencialmente muy, muy, muy perjudicial. Claro, y eso al final es lo que motiva a la Agencia Espacial de las Naciones Unidas a meterle recursos a este tipo de investigación. Y hace que exista una parte de la comunidad científica que le interesa este tipo de revista”, indica el físico de la Universidad de Chile.
¿Hace daño a las personas? “Si estás en el espacio sí te puedes irradiar”, dice el profesor Moya. En la Estación Espacial Internacional, cuando hay eventos intensos, tienen protocolos de protección, de entrar en salones especiales para minimizar la radiación. Porque claro, se produce mucha radiación en el espacio, pero no llega a la Tierra de forma dañina para el ser humano. No más que exponerse al Sol.
Estudio más leído
Respecto al hecho de haber sido el estudio más leído de 2021 en la revista Space Weather, el profesor Moya comenta que “fue una buena y linda noticia porque es un trabajo que hicimos con Paula y Víctor al que le dimos mucho cariño. Nos alegra, creo que el trabajo quedó lindo, claro y atractivo. Es un estudio hacia atrás en el tiempo, pero permite esbozar una predicción de lo que va a pasar de ahora en adelante. Entonces, esas dos cosas hacen que el trabajo sea en el fondo atractivo para las personas que estudian datos, pero también para la gente que está interesada en hacer predicciones de qué tan intenso va a ser el ciclo solar actual”, dice el profesor Moya.
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Simulan la interacción de una estrella como el Sol con una estrella compañera enana marrón (un objeto de masa intermedia entre un planeta y una estrella) en diferentes escenarios de colisión.
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Un equipo de investigadores de la Universidad de Granada (UGR), de la Universidad de Basilea (UniBas) y de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) ha realizado simulaciones hidrodinámicas en tres dimensiones de la colisión entre una estrella como el Sol y una estrella enana marrón con una precisión espacial sin precedentes, lo que les ha permitido hacer predicciones sobre los efectos que esta interacción podría tener sobre la estructura y composición química superficial de la estrella de tipo solar.
El detallado análisis de estas simulaciones, que abre una nueva puerta a la explicación de algunas anomalías en las abundancias superficiales observadas en estrellas como el Sol, se acaba de publicar en la revista científica Astronomy & Astrophysics.
El descubrimiento y análisis de exoplanetas (planetas situados fuera del Sistema Solar) ha mostrado, entre otras cosas, que algunas de las estrellas en torno a las cuales giran estos exoplanetas muestran características anómalas que son difíciles de explicar a partir de la teoría de evolución estelar estándar.
Una de las características más sorprendente de los sistemas planetarios descubiertos hasta el momento es el hecho que muchos de ellos poseen planetas gigantes gaseosos del tamaño de Júpiter (o mayores) muy cercanos a la estrella central. Es como si en el Sistema Solar, en la posición de Mercurio, se encontrara Júpiter o un planeta todavía mayor. A estos planetas gigantes tan cercanos a la estrella central se les denomina «hot-Jupiters». Este hecho ha llevado a pensar a muchos investigadores que algunas de las anomalías encontradas en la estrella central pudieran haber sido provocadas por la interacción gravitatoria estrella-planeta, e incluso por la fusión total del planeta con la estrella.
Interacción planeta-estrella
Esta es la idea que se explora teóricamente en el artículo publicado en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics. Los profesores Inmaculada Domínguez y Carlos Abia, pertenecientes al Grupo de Investigación FQM292 de la UGR, junto con Rubén Cabezón (UniBas) y Domingo García-Senz (UPC), han simulado esta interacción utilizando un código numérico hidrodinámico basado en el método de SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics). Este método permite representar los objetos en estudio como conjuntos tridimensionales de elementos de fluido con una masa asociada y que interactúan entre sí de acuerdo con las leyes de la física. A fin de maximizar el posible efecto de la interacción planeta-estrella, en este estudio se ha simulado la interacción entre una estrella de características similares (masa, tamaño y edad) a nuestro Sol (representado por unos 5 millones de partículas SPH), con estrellas enanas marrones de masas 50 y 100 veces inferior al Sol (representadas por entre 50,000 y 100,000 partículas SPH respectivamente). Hasta ahora no se habían realizado simulaciones hidrodinámicas en tres dimensiones de este tipo con un número tan grande de partículas, lo que ha permitido estudiar aspectos nunca antes analizados.
En particular, se han analizado tres posibles escenarios de interacción: a) colisión frontal, b) colisión tangencial, y c) una fusión tras caída en espiral de la enana marrón, de los cuales el tercer caso probablemente representa el escenario más realista. Del análisis de estas simulaciones se encuentra que la mayor parte de la masa de la enana marrón se depositaría en la parte central de la estrella, alterando la estructura inicial en temperatura y densidad de ésta. Sólo en el caso de la caída en espiral una fracción de masa significativa de la enana marrón (~40%) se depositaría en las partes superficiales de la estrella.
Esto contrasta con los resultados obtenidos en trabajos anteriores (realizados en una dimensión) que indicaban que la inmensa mayoría de la masa del planeta se disolvería en las partes externas. Por otra parte, las simulaciones realizadas muestran que esta interacción provocaría un aumento muy significativo de la velocidad de rotación de la estrella central, una pérdida de masa relevante (de hasta un ~1% de la masa total del sistema) y, en el caso de la caída en espiral, una contaminación química importante de la envoltura de la estrella con material procedente de la enana marrón. Curiosamente, algunas observaciones de estrellas similares al Sol con planetas orbitando en torno a ellas, han mostrado que algunas poseen velocidades de rotación anormalmente altas para su edad, envolturas de polvo y gas circunestelar. Además, algunas de ellas presentan una abundancia de litio en su atmósfera muy superior a la esperada. Estas observaciones coinciden en gran medida con los resultados más importantes de las simulaciones hidrodinámicas realizadas, lo cual apoyaría la hipótesis de que muchas de las anomalías observadas en estrellas con planetas gigantes orbitando muy cerca de ellas, sean debidas a la interacción con estos e, incluso, al engullido total del planeta por la estrella en el pasado.
Consecuencias para la evolución de la estrella
Los investigadores apuntan que, aunque algunas de las anomalías observadas en estrellas como el Sol coinciden con los resultados de las simulaciones, todavía no se puede afirmar al 100% que estas sean debidas fundamentalmente a interacciones estrella-planeta. Esto es debido a que los cálculos SPH solo pueden simular la fase inicial y «dinámica» de la interacción (de hecho, las simulaciones realizadas abarcan como máximo las primeras horas de las interacciones). Para dar una respuesta más fiable se debería seguir la evolución del objeto resultante tras la coalescencia, en la fase «hidrostática», durante centenas de millones de años (el tiempo típico de evolución estelar), para dar tiempo a que el sistema se estabilice y así evaluar si estas alteraciones en la estrella son transitorias o permanecen durante el tiempo suficiente para ser observadas. Desgraciadamente, esto solo podría hacerse de manera realista con un código tridimensional de evolución estelar. Esta posibilidad está, de momento, fuera del alcance de la potencia de cálculo de incluso los ordenadores más avanzados.
Este tipo de estudios son posibles hoy en día gracias a dos pilares fundamentales. Por una parte, la utilización de códigos numéricos detallados que hacen uso de las últimas tecnologías en programación, manejo de estructura de datos, y paralelización. Por otra, el uso de infraestructuras de última generación, enfocadas a la computación de alto rendimiento, comúnmente conocidas como superordenadores. En este trabajo se usaron tres infraestructuras: Alhambra-Albaicín (UGR), La Palma (IAC) y sciCORE (UniBas), sumando un total de casi dos millones de horas de cálculo. Las simulaciones de este trabajo se completaron en unos seis meses. Sin la existencia de potentes superordenadores que permiten la paralelización masiva de los cálculos, estas simulaciones habrían tardado más de 200 años en completarse.
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Salen a la luz 20.000 observaciones del telescopio de Calar Alto, que han hecho posible el descubrimiento de 59 planetas, algunos de ellos potencialmente habitables. El instrumento ha demostrado ser un éxito y continuará proporcionando información sobre estrellas frías pequeñas hasta al menos finales de 2023.
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Imagen de un planeta del tamaño de la Tierra cerca de una enana roja. / José A. Caballero / Javier Bollaín
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Un equipo internacional de investigadores integrado en el proyecto Carmenes ha anunciado el descubrimiento de 59 exoplanetas, una decena de los cuales son potencialmente habitables. El hallazgo ha sido posible gracias a los datos aportados por unas 20.000 observaciones, tomadas entre 2016 y 2020 de una muestra de 362 estrellas frías cercanas, del Observatorio de Calar Alto, un instrumento empleado para encontrar exoplanetas similares a la Tierra (rocosos y templados), con posibilidad de albergar agua en su superficie si están situados en la zona habitable de su estrella. El estudio, que ha contado con la participación de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), aparece publicado en el último número de la revista Astronomy & Astrophysics.
Carmenes, sustentado por más de 200 científicos e ingenieros de 11 instituciones españolas y alemanas, es el nombre del proyecto científico, pero también del instrumento con el que se realizan las observaciones y del consorcio que se encargó de diseñarlo y construirlo. “Desde que entró en funcionamiento, este proyecto ha reanalizado 17 planetas conocidos y ha descubierto y confirmado 59 nuevos planetas en la vecindad del Sistema Solar, lo que ha contribuido notablemente a ampliar el censo de exoplanetas próximos”, explica el primer autor de este trabajo, Ignasi Ribas, investigador del ICE-CSIC y director del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
De hecho, este instrumento ha multiplicado el número de exoplanetas alrededor de estrellas frías cercanas que se conocen, doblando los detectados con el método previamente expuesto. Con Carmenes ha sido posible observar prácticamente la mitad de todas las estrellas pequeñas cercanas (una parte de ellas solo puede observarse desde el hemisferio sur). Además, los espectros obtenidos también proporcionan información clave sobre las atmósferas de las estrellas y de sus planetas, entre otras características.
A la caza de exoplanetas
El instrumento Carmenes es un espectrógrafo que opera en el óptico y el infrarrojo cercano, es decir, que mide tanto la luz visible como la infrarroja de los objetos hacia los que apunta. Se instaló en 2015 en el Observatorio de Calar Alto con el objetivo de encontrar exoplanetas de tipo terrestre en estrellas frías cercanas (las llamadas enanas rojas).
La luz recogida de una estrella determinada (el espectro estelar) puede delatar la presencia de exoplanetas, ya que permite medir los pequeños movimientos de la estrella producidos por la atracción gravitatoria de los planetas que la orbitan. Los espectros de alta resolución que se obtienen con Carmenes sirven para determinar la velocidad de la estrella con una precisión de un metro por segundo, lo cual representa un reto tecnológico de primer nivel. Esto permite encontrar planetas pequeños alrededor de estrellas de baja masa.
El consorcio Carmenes está formado por los siguientes centros de investigación: el Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), el Landessternwarte Königstuhl (LSW), el Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), el Institut für Astrophysik Göttingen (IAG), la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Thüringer Landessternwarte Tautenburg (TLS), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Hamburger Sternwarte (HS), el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y el Centro Astronómico Hispano-Alemán (CAHA).
El proyecto tiene su continuidad en Carmenes Legacy-Plus, que se inició en 2021 y continúa tomando más observaciones sobre las mismas estrellas. “Para poder determinar la existencia de planetas alrededor de una estrella, la observamos un mínimo de 50 veces. Aunque la primera ronda de datos ya se ha publicado para que la comunidad científica pueda acceder a ellos, estas series de observaciones aún no han concluido”, explica Juan Carlos Morales, investigador del IEEC en el ICE-CSIC. Las observaciones realizadas en esta extensión del proyecto continuarán al menos hasta finales de 2023.
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Un equipo científico internacional, liderado por personal investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto la presencia de dos planetas de masa terrestre en órbita a la estrella GJ 1002, una enana roja cercana al Sistema Solar. Ambos planetas se encuentran en la zona de habitabilidad de la estrella.
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Recreación artística de dos planetas de masa terrestre alrededor de la estrella GJ 1002.
Crédito: Alejandro Suárez Mascareño e Inés Bonet (IAC)
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“La naturaleza parece empeñada en demostrarnos que los planetas terrestres son muy habituales. Con estos dos, ya conocemos 7 en sistemas planetarios muy cercanos al Sol”, explica Alejandro Suárez Mascareño, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y autor principal del estudio aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics.
Los nuevos planetas orbitan alrededor de la estrella GJ 1002, situada a una distancia de menos de 16 años luz del Sistema Solar. Ambos tienen masas similares a la de la Tierra y se encuentran en la zona de habitabilidad de su estrella. GJ 1002 b, el planeta interior, tarda poco más de 10 días en completar una órbita a su estrella. GJ 1002 c, por su parte, necesita poco más de 21 días. “GJ 1002 es una enana roja de apenas un octavo de la masa del Sol. Es una estrella bastante fría y débil. Esto hace que su zona de habitabilidad se encuentre muy cerca de la estrella”, indica Vera Maria Passegger, coautora del artículo e investigadora del IAC.
La cercanía de la estrella a nuestro sistema solar hace que los dos planetas, en especial GJ 1002 c, sean excelentes candidatos para caracterizar sus atmosferas sobre la base de la luz que reflejan o su emisión térmica. “El futuro espectrógrafo ANDES, para el telescopio ELT de ESO, en el que participa el IAC, podrá estudiar la presencia de oxígeno en la atmosfera de GJ 1002 c”, explica Jonay I. González Hernández, investigador del IAC y coautor del trabajo. Ambos planetas, además, cumplen con todas las características para convertirse en objetivos de la futura misión espacial LIFE, actualmente en fase de estudio.
El descubrimiento ha sido posible gracias a una colaboración entre los consorcios de ESPRESSO y CARMENES. GJ 1002 fue observada por CARMENES entre 2017 y 2019, y por ESPRESSO entre 2019 y 2021. “Debido a su baja temperatura, la luz visible de GJ 1002 es demasiado tenue para medir sus variaciones en velocidad radial con la mayoría de espectrógrafos”, indica Ignasi Ribas, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y director del Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). CARMENES posee una sensibilidad a un amplio rango de longitudes de onda en el infrarrojo cercano, superior a la de otros espectrógrafos dedicados a detectar variaciones de velocidad en el movimiento de estrellas, le que permitió estudiar a GJ 1002 desde el telescopio de 3.5 m de Calar Alto.
La combinación de ESPRESSO y el poder de captación de luz de los telescopios VLT, de 8 m de diámetro, permitieron obtener medidas con una precisión de apenas 30 cm/s, inalcanzables para casi cualquier otro instrumento en el mundo. “Cualquiera de los dos grupos habría tenido muchas dificultades si hubiera afrontado este trabajo de forma independiente. Juntos pudimos llegar mucho más lejos de lo que lo habríamos hecho por separado “, señala Suárez Mascareño.
Desde el IAC también han colaborado en esta publicación los investigadores Rafael Rebolo López, Víctor Sánchez Béjar y Enric Pallé.
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Observaciones realizadas durante el crepúsculo desde el Observatorio de Cerro Tololo identificaron tres grandes objetos cercanos a la Tierra que se encuentran en el Sistema Solar interior.
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Asteroide./ DOE/ FNAL/ DECam/ CTIO/ NOIRLab/ NSF /AURA/ J. da Silva/ Spaceengine.
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Un equipo internacional descubrió tres nuevos asteroides cercanos a la Tierra (NEAs) ocultándose en el Sistema Solar interior, la zona que antecede las órbitas de la Tierra y Venus, con la ayuda de la Cámara de Energía Oscura (DECam) ubicada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros del Observatorio de Cerro Tololo en Chile, un Programa de NOIRLab de NSF y de AURA. Se trata de un descubrimiento muy desafiante, ya que los cazadores de asteroides tuvieron que lidiar con el intenso resplandor del Sol para conseguirlo.
Sin embargo, aprovechando las breves pero favorables condiciones de observación durante el crepúsculo, los astrónomos encontraron un esquivo trío de asteroides cercanos a la Tierra (NEAs). Uno de ellos es un asteroide de 1,5 kilómetros de ancho llamado 2022 AP7, que tiene una órbita que algún día podría colocarlo en el camino de la Tierra. Los otros asteroides, llamados 2021 LJ4 y 2021 PH27, tienen órbitas que permanecen seguras hacia el interior de la órbita de la Tierra. El último de estos objetos, 2021 PH27, es de especial interés para astrónomos y astrofísicos, porque es el asteroide conocido más cercano al Sol. Como tal, tiene los efectos de relatividad general más grandes de cualquier objeto en nuestro Sistema Solar y durante su órbita su superficie se calienta lo suficiente como para derretir el plomo.
“Nuestra encuesta crepuscular está recorriendo el área dentro de las órbitas de la Tierra y Venus en busca de asteroides”, señaló Scott S. Sheppard, astrónomo del Laboratorio de Tierra y Planetas de la Institución Carnegie para la Ciencia, y autor principal del artículo científico que describe este trabajo. “Hasta ahora hemos encontrado dos grandes asteroides cercanos a la Tierra que tienen aproximadamente 1 kilómetro de diámetro, un tamaño que llamamos asesinos de planetas”, explicó.
"Es probable que solo queden unos pocos NEA con tamaños similares por encontrar, y estos grandes asteroides no descubiertos probablemente tengan órbitas que los mantengan en el interior de las órbitas de la Tierra y Venus la mayor parte del tiempo. Hasta la fecha, solo se han descubierto unos 25 asteroides con órbitas completamente dentro de la órbita de la Tierra debido a la dificultad de observar cerca del resplandor del Sol", agregó Sheppard.
Descubrir asteroides en el Sistema Solar interior es un desafío de observación abrumador. Los astrónomos tienen solo dos ventanas breves de 10 minutos cada noche para inspeccionar esta área y tienen que lidiar con un cielo de fondo muy brillante debido al intenso resplandor del Sol. Además, tales observaciones están muy cerca del horizonte, lo que significa que los astrónomos tienen que observar a través de una gruesa capa de la atmósfera terrestre, lo que puede distorsionar sus observaciones.
A pesar de estas dificultades, el descubrimiento de estos tres nuevos asteroides fue posible gracias a las capacidades de observación únicas de DECam. El instrumento de última generación es uno de los generadores de imágenes CCD de campo amplio de mayor rendimiento del mundo, lo que brinda a los astrónomos la capacidad de capturar grandes áreas del cielo con gran sensibilidad. Cuando los astrónomos logran capturar objetos con bajísima iluminación le llaman observaciones "profundas". Al buscar asteroides dentro de la órbita de la Tierra, la capacidad de capturar observaciones de campo amplio y profundo es indispensable. DECam fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y fue construido y probado en el Fermilab del DOE.
Sheppard explicó que “se requieren grandes áreas de cielo, porque los asteroides internos son raros; y se necesitan imágenes profundas, porque los asteroides son débiles y estás luchando contra el brillante cielo crepuscular cerca del Sol, así como contra el efecto distorsionador de la atmósfera de la Tierra. DECam puede cubrir grandes áreas del cielo a profundidades que no se pueden alcanzar con telescopios más pequeños, lo que nos permite profundizar más, cubrir más cielo y sondear el Sistema Solar interior de formas nunca antes vistas”.
Además de detectar asteroides que podrían representar una amenaza para la Tierra, esta investigación es un paso importante para comprender la distribución de cuerpos pequeños en nuestro Sistema Solar. Los asteroides que están más lejos del Sol que la Tierra son más fáciles de detectar. Por eso, estos asteroides más distantes tienden a dominar los modelos teóricos actuales de la población de asteroides.
La detección de estos objetos también permite a los astrónomos comprender cómo los asteroides se mueven a través del Sistema Solar interior, y cómo las interacciones gravitacionales y el calor del Sol pueden contribuir a su fragmentación.
“Nuestro estudio con DECam, es una de las búsquedas más grandes y sensibles jamás realizadas de objetos dentro de la órbita de la Tierra y cerca de la órbita de Venus, y es una oportunidad única para comprender qué tipos de objetos acechan en el Sistema Solar interior", concluyó Sheppard.
“Después de 10 años de servicio notable, DECam continúa proporcionando importantes descubrimientos científicos, y al mismo tiempo, contribuye a la defensa planetaria, un servicio crucial que beneficia a toda la humanidad”, comentó el Director de Programa para NOIRlab de NSF, Chris Davis.
DECam se construyó originalmente para llevar a cabo el estudio de energía oscura, que fue realizado por el DOE y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. entre 2013 y 2019.
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La realidad es que, fuera de estos monstruos destructores como el de la película, hay asteroides impactando todo el tiempo sobre el planeta. Como todo cuerpo flotando en el Universo, los asteroides se mueven siguiendo una órbita, aunque no necesariamente tiene que ser una elipse perfecta, uniforme y continua.
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Grandes, medianos, pequeños, cercanos o lejanos, amenazantes o invisibles a los telescopios, con órbitas estables o caóticas. Todos los asteroides, sin importar la combinación de características que reúnan, son significativos y hay que prestarles atención, más aún cada 30 de junio, fecha en que se conmemora el Día Internacional de los Asteroides, establecido en 2016 por las Naciones Unidas para recordar la importancia de su estudio y la toma de conciencia sobre su existencia. Se trata de residuos de la formación del Sistema Solar que deambulan por el espacio. Tienen formas y tamaños irregulares y pueden ser de composición metálica, rocosa o incluso contener hielos. Los hay de tipo monolítico, es decir como una roca maciza, o formados por acumulación de escombros. La mayoría de ellos se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, en un sector llamado cinturón de asteroides, donde se calcula que hay más de un millón, de los cuales casi seiscientos mil se conocen y están designados con nombre y número.
De este grupo, los más interesantes son los denominados “NEOs” (sigla en inglés para objetos cercanos a la Tierra), actualmente unos treinta mil que se monitorean permanentemente. “Los fundamentales son aquellos que tienen un tamaño superior a un kilómetro de diámetro, porque su impacto podría causar un desastre apocalíptico, y actualmente hay contabilizados ochocientos cincuenta, que se cree es casi el total existente”, explica Romina Di Sisto, investigadora del CONICET en Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP). Pero la mayor preocupación no son estos gigantes espaciales, sino los otros miles de asteroides que, con volúmenes mucho menores, son difíciles o incluso imposibles de detectar, y por eso no pueden ser predichos ni controlados. De hecho, el responsable histórico de la efeméride fue un cuerpo cuya dimensión se calcula en poco más de cincuenta metros que se desintegró en la atmósfera baja a pocos kilómetros del suelo y devastó un área de más de dos mil kilómetros cuadrados en Tunguska, Rusia, el 30 de junio de 1908.
Como todo cuerpo flotando en el Universo, los asteroides se mueven siguiendo una órbita, aunque no necesariamente tiene que ser una elipse perfecta, uniforme y continua. “Al haber planetas, satélites y otros objetos, la acción gravitatoria de cada uno afecta la órbita de los asteroides modificándola, a veces cambiando las trayectorias y volviéndolas caóticas”, señala Patricio Zain, becario del CONICET en el IALP. Cuando la órbita de un asteroide se acerca a menos de veinte distancias lunares –equivalentes a casi ocho millones de kilómetros–, pasa a ser considerado potencialmente peligroso. “Si además de esa aproximación, tienen un tamaño superior a ciento cuarenta metros, mayor es el interés que despiertan en la comunidad astronómica mundial, porque su impacto sobre el planeta generaría no solo un aplastamiento descomunal, que sería el cráter, sino miles de kilómetros a la redonda de destrucción total”, añade el experto.
¿Y cómo se controlan? Todo comienza con la detección: esto se hace a lo largo de muchas noches de observación de una misma región del cielo para determinar puntos que se muevan entre las estrellas de fondo. Una vez que se reporta algo que cambia de posición, se lo debe confirmar con sucesivas observaciones independientes. El paso siguiente es determinar la órbita, “que de ninguna manera sucede como en la película Don’t look up, todo en un mismo día y a manos de un solo equipo de investigación”, bromea Zain, y continúa: “Es un cálculo que necesita muchas deducciones de la posición y velocidad obtenidas con diferentes instrumentos para alcanzar la mayor precisión posible”. Con esta información, comienzan a hacerse simulaciones de la evolución de esa órbita, que son predicciones de su comportamiento futuro para ver las posibilidades de un eventual choque con la Tierra. “El riesgo se elimina o reduce recién cuando ninguna de las numerosas simulaciones realizadas muestra un impacto, por ejemplo, en los próximos cien años”, apunta el becario.
La realidad es que, fuera de estos monstruos destructores como el de la película, hay asteroides impactando todo el tiempo sobre el planeta. “Cada estrella fugaz es uno pequeño que pasó inadvertido y que logró atravesar la atmósfera. A veces, por el tamaño y la manera en que ingresan, alcanzan la superficie ya como meteoritos. En ocasiones, se desintegran en la atmósfera, pero ese proceso puede ser lo suficientemente violento y cercano a la superficie como para tener consecuencias muy violentas para las zonas y poblaciones cercanas”, describe Marcela Cañada Assandri, investigadora del CONICET en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ). Es así que se vuelve fundamental el desarrollo de programas de observación sofisticados y de estrategias de intervención por parte de las naciones con mayor capacidad de inversión en este terreno. “No se espera que este tema sea una prioridad en países con otras cuestiones a resolver, pero la concientización social siempre sirve y es muy necesaria”, enfatiza la profesional.
Los especialistas hacen referencia al pánico que suelen despertar las noticias sobre un asteroide que podría impactar a futuro en la Tierra, y coinciden en la importancia de fechas como la de hoy para difundir información de manera responsable y con la idea de crear espíritu crítico. “La mayoría de los asteroides que salen en los medios no nos van a causar ningún problema porque pasan muy lejos o en una escala de tiempo mucho mayor a la vida humana. Está bien que a la gente le llame la atención y quiera leer los diarios, pero que lo haga sin alarmarse, poniendo en contexto todo lo que trasciende. Hay que ocuparse antes que preocuparse, sabiendo que efectivamente pueden y van a ocurrir impactos, pero es necesario acercar el conocimiento de estos fenómenos a la comunidad de manera más amable”, afirma Cañada Assandri. “Además –añade Zain–, empieza a suceder que muchas personas dejan de tomar el tema en serio por culpa de esos anuncios irresponsables: otro apocalipsis que no vino. Y eso es un efecto contraproducente”.
El caso del asteroide Apophis es un antecedente que ilustra la trascendencia de los programas de observación: detectado en 2004, los primeros datos aseguraban que este cuerpo de unos trescientos cincuenta metros de diámetro tenía altísimas chances –uno en treinta y ocho, para ser exactos– de chocar con la Tierra en 2029. En el transcurso de una semana, y con la suma de múltiples observaciones y cálculos, esa eventualidad se redujo casi a cero. “Hoy sabemos que ese año va a pasar a treinta y cinco mil kilómetros de distancia, con lo cual su aparición pasó de ser una catástrofe segura a una oportunidad única en la historia para estudiarlo”, explica Di Sisto, y continúa: “No solo para conocer más de él como objeto, sino para la investigación acerca de la formación del Sistema Solar, ya que estos cuerpos nos brindan detalles prístinos sobre la composición de la nube planetaria de que la que nos formamos”. Bajo proyectos mucho más ambiciosos, los asteroides conocidos y con trayectorias confiables dan la posibilidad de ensayar posibles estrategias de mitigación que por ahora están solo descriptas a nivel teórico.
El año pasado, por caso, la NASA lanzó una misión llamada DART (sigla en inglés para prueba de redireccionamiento de asteroide doble) por el cual se intentará aplicar una serie de impactos a alta velocidad a un asteroide de poco más de cien metros de diámetro que orbita alrededor de otro mucho más grande, con la idea de virar su trayectoria. “Es un experimento práctico de defensa planetaria, para ver si eventualmente esto podría ser una estrategia de intervención frente a otro que suponga una amenaza real. Las maniobras pueden incluir intentar destruirlo, explotarlo, desviar su órbita, entre otras. Lo complejo es, precisamente, poder ensayarlas”, relata Zain. Sin llegar a acciones tan de avanzada, la tarea de los grupos científicos alrededor del mundo es esencial en muchos otros órdenes. “Nosotros no podemos mandar una sonda al espacio, pero hacemos un gran aporte con nuestras investigaciones y trabajos tanto teóricos como observacionales y computacionales para determinar la composición, origen, dinámica y evolución futura de los asteroides, y eso también supone un gran esfuerzo a nivel país”, dicen para concluir.
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Nuevas técnicas combinan datos de instrumentos, satélites y misiones para mejorar el conocimiento de los componentes del planeta rojo, como las nubes de hielo, las tormentas de polvo y las emisiones de hidrógeno en las capas altas de su atmósfera.
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La nave espacial que contiene el rover Perseverance de la NASA. / NASA
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Tras alimentar, durante siglos, variadísimas teorías sobre la existencia de grandes canales para el transporte de agua, de zonas de vegetación y, por supuesto, de marcianos, el planeta Marte giró, de la mano de las primeras misiones Mariner y Viking, hacia una firme senda científica a partir de los años sesenta del siglo pasado. De hecho, la misión Mariner 4 supuso tal dosis de realidad que pudo acabar con el destacado lugar en el imaginario social de Marte: la superficie del planeta, inundada de cráteres de impacto, presentaba un desafortunado parecido con la de la Luna. No solo los cráteres apuntaban a una superficie que parecía no haber experimentado cambios en miles de millones de años, sino que además la bajísima presión atmosférica del planeta suponía un adiós a la existencia de agua líquida; incluso los polos, presuntamente cubiertos de agua helada, se hallaban recubiertos de hielo seco o dióxido de carbono sólido, componente principal también de su atmósfera.
Pero, incluso sin añadidos de ficción, Marte siguió siendo uno de los objetivos científicos destacados en investigación planetaria, y no en vano es el planeta al que más misiones espaciales se han dedicado. El desierto helado que constituye Marte presenta una serie de características que lo convierten en un objetivo científico único: entre ellas, la posibilidad de que contuviera agua líquida en el pasado o que el agua aún se halle presente, congelada y almacenada en el subsuelo marciano en forma de suelo helado o permafrost; o sus vientos, de hasta cientos de kilómetros por segundo, y sus tormentas de polvo, de tal magnitud que pueden cubrir todo el planeta; o su espectacular orografía, donde destacan los mayores accidentes geológicos del Sistema Solar, como el Monte Olimpo, que se eleva unos 25 kilómetros, o el Valle Marineris, un sistema de cañones que se extiende unos cuatro mil kilómetros. Incluso, el planeta rojo puede aportarnos información útil ante el reto que supone el cambio climático, ya que al estudiar los drásticos cambios que ha sufrido a lo largo de su historia podemos inferir los puntos de no retorno de nuestro planeta.
“Hasta el proyecto Upwards sabíamos que elementos como el vapor de agua son expulsados desde la sub-superficie del planeta a la atmósfera; conocíamos que grandes cantidades de dióxido de carbono y agua se depositan en forma de hielo sobre las regiones polares del suelo marciano, y sabíamos que existen elementos, algunos relacionados con el ciclo del agua, que se rompen por la radiación solar y escapan al espacio. Pero aún no se había realizado un estudio conjunto de todos estos procesos que nos permitiera tener una imagen global consistente”, apunta Miguel Ángel López-Valverde, científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) e investigador principal del proyecto Upwards.
En efecto, al igual que sabemos que en la Tierra los distintos componentes –agua, aire, rocas, seres vivos, volcanes, radiación solar…– se relacionan e interactúan entre sí, Marte funciona como un sistema acoplado cuyas piezas deben encajarse en el conjunto. Y la resolución de ese puzle marciano se halla en el origen de Upwards (Understanding Planet Mars With Advanced Remote-sensing Datasets and Synergistic Studies), un proyecto financiado por el programa europeo Horizonte 2020.
El objetivo de Upwards ha sido desarrollar nuevas técnicas matemáticas para extraer más información de los datos disponibles sobre Marte. Algunas de estas técnicas permiten combinar datos de instrumentos y misiones diferentes, una mecánica de adquisición de información que se llevaba a cabo en satélites de observación terrestre pero que se ha aplicado a Marte por primera vez.
También se han diseñado métodos de análisis de datos para el limbo del planeta. El limbo de un cuerpo celeste es su borde aparente visto contra el fondo oscuro, y en el caso del estudio de las atmósferas constituye un punto de vista muy revelador: observando cómo el sol se oculta tras el limbo de un planeta (es decir, observando continuamente puestas de sol y amaneceres desde su órbita), se pueden deducir los componentes que forman la atmósfera. “Con ellos hemos podido obtener perfiles verticales de vapor de agua (un gas muy escaso en Marte, pero de gran importancia) y de dióxido de carbono, el gas más abundante en el planeta. Estos resultados eran imposibles hace cinco años”, destaca López-Valverde.
El proyecto también se ha adentrado en las tormentas de polvo. Si existe un elemento que define la atmósfera de Marte, se trata de la presencia de polvo en suspensión. En las llanuras marcianas suelen formarse remolinos de polvo con alturas de hasta diez kilómetros, y es frecuente la formación de tormentas de polvo, que en ocasiones cubren todo el planeta y que afectan a la temperatura atmosférica, ya que el polvo absorbe la radiación solar. “Hemos desarrollado rutinas para determinar las propiedades del polvo, como la opacidad y el tamaño de las partículas, y hemos encontrado y cuantificado por primera vez una anticorrelación entre la cantidad de polvo y la de vapor de agua atmosféricos dentro de la tormenta”, apunta López-Valverde.
El proyecto ha permitido también confeccionar un mapa completo de la distribución y del ciclo anual de las nubes de hielo de agua, unas condensaciones tan livianas que se pensaba que apenas influían en la atmósfera a nivel global. El estudio señala, no obstante, el importante papel de estas nubes sobre el ciclo anual del agua, un complejo y variable régimen de intercambios de agua (hielo y vapor) en el que participan también las capas polares, los vientos y la circulación general, los aerosoles minerales (polvo en suspensión), y las propiedades de la superficie.
También se han medido y comparado las emisiones de hidrógeno en las capas más altas de la atmósfera cuando estas moléculas escapan al espacio, y que no encajaban con las predicciones teóricas y simulaciones numéricas. Sin embargo, podrían explicarse gracias a un resultado que apuntaba que grandes cantidades de vapor de agua podrían alcanzar elevadas alturas en la atmósfera marciana durante las tormentas de polvo.
Upwards se completaba en febrero de 2018, tras analizar con éxito una plétora de datos de misiones anteriores, como Mars Express (ESA). También ha desarrollado nuevas técnicas para analizar los datos de Exomars-Trace Gas Orbiter (TGO), la más reciente misión europea a Marte (hoy en activo), y para suministrar un marco de referencia para futuras misiones, como la siguiente fase ExoMars Rover 2020.
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El profesor Juan Valdivia, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, explica sus efectos sobre nuestra vida cotidiana y aborda la incidencia que este tipo de fenómenos pueden tener en la futura exploración espacial de otros planetas.
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Entender las condiciones en el clima espacial alrededor de los planetas es de gran importancia si la humanidad desea salir de la Tierra y establecer misiones permanentes en otros puntos del Sistema Solar. Frente a ese futuro cada vez más próximo, uno de los aspectos fundamentales es comprender el funcionamiento y los efectos de las tormentas solares.
Así lo explica Juan Valdivia, profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, quien destaca que las tormentas solares que expulsan gran material del Sol pueden tener efectos concretos para nuestra civilización, a pesar de estar protegidos por un campo electromagnético. Sin embargo, aclara que ello sería más complejo en un lugar como Marte, que no cuenta con esa protección. "Por su estructura, nuestro planeta genera una fuerza que actúa sobre las partículas cargadas que componen el plasma que es expulsado por el Sol, y que evita que caigan a la superficie y nos golpeen deflectándolas. Esta interacción entre el viento solar y nuestro campo magnético es el mismo que se mide con la brújula", explica.
Este astro también cuenta con un campo magnético, que genera "estas llamaradas, explosiones que liberan enormes cantidades de material, y que son las que pueden llegar luego a nuestro planeta. Cada once años se alterna entre fases activas y tranquilas, y en dos o tres años entraremos nuevamente a una activa, donde puede verse afectada nuestra rutina diaria", sostiene Valdivia.
Consultado sobre los efectos que una tormenta solar puede tener, el académico recordó que las partículas solares expulsexadas en las tormentas afectan la electrónica de los satélites al llenarse de partículas con alta energía, por lo que deben apagarse. Esto se transforma en un problema debido a nuestra cada vez mayor dependencia de tecnologías, como las comunicaciones satelitales, o programas de posicionamiento, como Waze o Googlemaps.
"El problema de fondo es que podemos tener muy buena electrónica, pero eso encarece los satélites Habría que construir uno muy pesado para que sea resistente a todo, y hay que balancear qué tan grande y robusto es, y lo que se tendría que gastar. Lo que se hace hoy día es que hay varios satélites monitoreando el Sol y los especialistas avisan a los operadores que el clima espacial se complica para apagarlos a tiempo", detalla Valdivia.
Incluso, la exposición sostenida de pasajeros o tripulantes en vuelos a grandes latitudes durante una tormenta solar puede provocar problemas de salud. "A un avión no le puedes cambiar la ruta de un momento a otro porque lo mandaste en una ruta con cierto combustible, necesitas 14 horas de anticipación al menos, por lo que se están haciendo inversiones para tratar de hacer predicciones a largo plazo de tormentas que afecten a la Tierra", afirma.
Exploración espacial
En este sentido, asegura que es necesario constituir un servicio de clima espacial (como el del enlace ralacionado), similar al servicio meteorológico, que monitoree la actividad solar, que cuente con personas preparadas para comprender los fenómenos propios del clima espacial y pueda transmitir esa información públicamente. "Cuando se envíe gente a colonizar Marte, los participantes deben tener claro cómo estará el clima espacial en el planeta, y probablemente las colonias deberán estar protegidas de alguna forma, quizás en alguna caverna o bajo tierra. Pero también hay que pensar qué pasará cuando la nave espacial vaya en camino y se enfrente a una tormenta", plantea.
El académico enfatiza que Marte no tiene dinámica interna ni magma, ni una parte líquida en su núcleo como la Tierra. Solo posee un débil campo magnético protegiéndolo de las tormentas solares, por lo que las partículas y los meteoritos pueden llegar más fácilmente a la superficie. Por otra parte, indica que cuando se quiera diseñar un viaje interestelar a planetas fuera del Sistema Solar "hay que entender cómo serán los climas espaciales, cómo será las dinámicas de sus estrellas, si esos planetas tienen campos magnéticos. Imagínate hacer ese viaje y que el planeta no tenga campo magnético o que la estrella sea demasiado activa. Tenemos la suerte de que hemos empezado a trabajar este tema para entender cuánto afecta lo que está sucediendo en torno a la Tierra o los planetas para saber cuán vivibles son".
Finalmente, advirtió que si bien nuestro país cuenta, al igual que Argentina, con un laboratorio desarrollando esta área, "los más desarrollados en Latinoamérica son Brasil y México, que cuentan con una agencia de clima espacial y presupuesto de la nación asignado".
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Un equipo internacional liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha detectado dos planetas telúricos orbitando la estrella cercana HD 260655. El descubrimiento ha combinado datos del satélite espacial TESS y del espectrógrafo CARMENES del telescopio de 3,5 m de Calar Alto. Esas dos nuevas super-Tierras calientes entran a formar parte del top 10 de los candidatos a estudiar sus posibles atmósferas por el telescopio espacial James Webb.
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Representación artística de un sistema planetario con dos supertierras. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
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Dos nuevos exoplanetas, HD 260655 b y HD 260655 c, han sido detectados con la ayuda del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, un telescopio espacial diseñado para buscar planetas en órbita alrededor de estrellas brillantes cercanas mediante el método de tránsito. Este método mide la disminución del brillo de una estrella cuando el planeta cruza el disco estelar visto desde el telescopio.
La investigación ha determinado que ambos planetas son supertierras, es decir, planetas como el nuestro, pero de mayor tamaño. El planeta b es aproximadamente 1,2 veces más grande que la Tierra y el planeta c, 1,5 veces. Sin embargo, no es probable que ninguno de los dos mundos pueda albergar vida. La temperatura del planeta b, el más cercano a la estrella, se estima en 435°C, y el planeta c, en 284°C.
A 33 años luz, los exoplanetas descubiertos están relativamente cerca de nosotros, en lo que se denomina la vecindad solar, y su estrella enana roja, aunque más pequeña que el Sol, es una de las más brillantes de su clase. Esto convierte a los dos planetas en candidatos ideales para investigar sus atmósferas.
Según el estudio, ambos planetas se encuentra entre los 10 mejores candidatos para la caracterización atmosférica entre todos los exoplanetas terrestres descubiertos hasta la fecha. “Esto los coloca en la misma categoría que uno de los sistemas planetarios más famosos: los siete planetas de tamaño similar a la Tierra que rodean la estrella TRAPPIST-1”, explica Rafael Luque, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y de la Universidad de Chicago que ha dirigido el estudio.
Estos y otros exoplanetas rocosos ya están en la lista de objetivos de observación del telescopio espacial James Webb, que pronto mostrará sus primeras imágenes científicas. Este telescopio podrá captar datos de la luz de la estrella a través de las atmósferas de estos planetas. Dicha luz puede descomponerse en sus diferentes frecuencias (espectro) y revelar las "huellas dactilares" de las moléculas dentro de la propia atmósfera, pudiendo detectar agua, carbono y otros componentes esenciales para la vida.
Para confirmar la existencia de los dos nuevos planetas, además de las observaciones realizadas por TESS, el equipo científico también ha utilizado instrumentación terrestre, como los espectrógrafos CARMENES del Observatorio de Calar Alto (Almería, España) y HIRES del observatorio W. M. Keck (Mauna Kea, Hawái). Estos instrumentos han permitido medir el "bamboleo" de la estrella causado por los tirones gravitacionales de los planetas en órbita (velocidad radial), lo que arroja información sobre sus masas. Combinando estas mediciones, también se ha podido determinar la densidad y confirmar que son mundos rocosos.
Aunque aún se desconoce si alguna de las dos supertierras posee atmósfera y, en caso afirmativo, de qué está compuesta, los datos conjuntos de los diferentes estudios observacionales sugieren que los planetas no tienen atmósferas densas de hidrógeno. Pero para el equipo científico es solo una interesante pista que anima a seguir investigando. “Aprender más sobre las atmósferas de los planetas rocosos ayudará a los científicos a comprender la formación y el desarrollo de mundos como el nuestro”, concluye Luque.
El trabajo ha sido aceptado para su publicación en la revista científica Astronomy & Astrophysics. Desde el IAC han colaborado en el estudio los investigadores Víctor J. Sánchez Béjar, Enric Pallé, Giuseppe Morello y Jaume Orell.
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