MAVEN Descubre que Marte Tiene una Cola Magnética Torcida

22.10.17.- Marte tiene una "cola" magnética invisible que se retuerce por la interacción con el viento solar, según una nueva investigación que usa datos de la misión MAVEN de la NASA.

La nave espacial MAVEN está en órbita alrededor de Marte, recabando datos sobre cómo el Planeta Rojo perdió gran parte de su atmósfera y agua, transformándose de un mundo con capacidad para sustentar la vida hace miles de millones de años a un lugar frío e inhóspito hoy en día. El proceso que crea la cola retorcida también podría permitir que parte de la ya débil atmósfera de Marte escape al espacio, según el equipo de investigación.

"Descubrimos que la cola magnética de Marte, o magnetocola, es única en el sistema solar", dijo Gina DiBraccio, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "No es como la que se encuentra en Venus, un planeta sin campo magnético propio, ni es como el de la Tierra, que está rodeado por su propio campo magnético generado internamente. En cambio, es un híbrido entre los dos". DiBraccio presentó sus hallazgos durante la 49ª reunión anual de la División de Ciencias Planetarias de la American Astronomical Society en Utah.

El equipo descubrió que un proceso llamado "reconexión magnética" debe tener un papel importante en la creación de la magnetocola marciana porque, si se produjera una reconexión, causaría el giro de la cola.

"Nuestro modelo predijo que la reconexión magnética hará que la magnetocola marciana gire 45 grados con respectoa lo esperado en función de la dirección del campo magnético transportado por el viento solar", dijo DiBraccio. "Cuando comparamos esas predicciones con los datos de MAVEN sobre las direcciones de los campos magnéticos de Marte y el viento solar, ambos coinciden".
Marte perdió su campo magnético global hace miles de millones de años y ahora solo tiene campos magnéticos "fósiles" incrustados en ciertas regiones de su superficie. De acuerdo con el nuevo trabajo, la magnetocola de Marte se forma cuando los campos magnéticos transportados por el viento solar se unen con los campos magnéticos incrustados en la superficie de Marte en un proceso llamado reconexión magnética. El viento solar es una corriente de gas eléctricamente conductor que sopla continuamente desde la superficie del Sol al espacio a aproximadamente a 1,6 millones de kilómetros por hora. Lleva consigo campos magnéticos del Sol. Si el campo del viento solar se orienta en la dirección opuesta a un campo en la superficie marciana, los dos campos se unen en una reconexión magnética.

El proceso de reconexión magnética también podría impulsar parte de la atmósfera de Marte al espacio. La atmósfera superior de Marte tiene partículas cargadas eléctricamente (iones). Los iones responden a las fuerzas eléctricas y magnéticas y fluyen a lo largo de las líneas del campo magnético. 

Dado que la magnetocola marciana se forma al unir los campos magnéticos de la superficie con los campos del viento solar, los iones en la atmósfera superior de Marte tienen una ruta al espacio si fluyen hacia abajo por la magnetocola. Al igual que una banda elástica estirada que de repente se ajusta a una nueva forma, la reconexión magnética también libera energía, lo que podría impulsar activamente los iones en la atmósfera marciana hacia el espacio.

Dado que Marte tiene un mosaico de campos magnéticos de superficie, los científicos habían sospechado que la magnetocola marciana sería un híbrido complejo entre el de un planeta sin campo magnético y el que se encuentra detrás de un planeta con un campo magnético global. Los amplios datos de MAVEN en el campo magnético marciano permitieron al equipo ser el primero en confirmarlo. La órbita de MAVEN cambia continuamente su orientación con respecto al Sol, permitiendo que se realicen mediciones que cubran todas las regiones que rodean Marte y construyendo un mapa de la magnetocola y su interacción con el viento solar.

"Marte es realmente complicado pero realmente interesante al mismo tiempo", dijo DiBraccio.

Concepción del artista del complejo entorno del campo magnético en Marte. Image Credit: Anil Rao/Univ. of Colorado/MAVEN/NASA GSFC

Observan la Primera Luz de una Fuente de Ondas Gravitacionales

16.10.17.- Una batería de telescopios de ESO, en Chile, ha detectado la primera contraparte visible de una fuente de ondas gravitacionales. Estas observaciones históricas sugieren que este objeto único es el resultado de una fusión de dos estrellas de neutrones. Las secuelas cataclísmicas de este tipo de fusión — eventos predichos hace mucho y llamados kilonovas — dispersan en el universo elementos pesados como el oro y el platino. Este descubrimiento, publicado en varios artículos en la revista Nature y en otras publicaciones, también ofrece la evidencia más sólida obtenida hasta ahora de que los estallidos de rayos gamma de corta duración son generados por la fusión de estrellas de neutrones.

Por primera vez, los astrónomos han observado tanto ondas gravitacionales como luz (radiación electromagnética) procedentes del mismo evento gracias a un esfuerzo de colaboración global y a una rápida reacción tanto de las instalaciones de ESO como de otras instalaciones internacionales.

El 17 de agosto de 2017, LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, observatorio de ondas gravitacionales de interferómetro láser), de la NSF e instalado en los Estados Unidos, junto con el Interferómetro VIRGO, en Italia, detectaron ondas gravitacionales pasando por la Tierra. Este evento, el quinto detectado de su tipo, fue bautizado como GW170817. Unos dos segundos más tarde, dos observatorios espaciales, Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope, telescopio espacial de rayos gamma) de la NASA, e INTEGRAL (INTErnational Gamma Ray Astrophysics Laboratory, laboratorio de astrofísica de rayos gamma internacional) de la ESA, detectaron un estallido de rayos gamma corto en la misma zona del cielo.

La red del observatorio avanzado LIGO-Virgo ubicó la fusión dentro de una gran región del cielo austral, del tamaño de varios cientos de lunas llenas, que contiene millones de estrellas. A medida que caía la noche sobre Chile, muchos telescopios estudiaron detenidamente esa zona del cielo en busca de nuevas fuentes. Eso incluyó a los telescopios VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) y al telescopio de sondeo del VLT (VST), ambos en el Observatorio Paranal, el telescopio italiano REM (Rapid Eye Mount), en el Observatorio la Silla de ESO, el Telescopio de 0.4 metros LCO, en el Observatorio Las Cumbres, y el americano DECcam, en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo. El primero en anunciar que había visto un nuevo punto de luz fue el Telescopio Swope de 1 metro. Apareció muy cerca de NGC 4993, una galaxia lenticular en la constelación de Hidra, y las observaciones de VISTA señalaron claramente esta fuente en longitudes de onda infrarrojas casi al mismo tiempo. Dado que la noche se movía hacia el oeste, los telescopios de la isla de Hawái Pan-STARRS y Subaru también la captaron y observaron su rápida evolución.

"Hay ocasiones excepcionales en las que, quienes nos dedicamos a la ciencia, tenemos la oportunidad de presenciar el principio de una nueva era", afirmó Elena Pian, astrónoma del INAF (Italia) y autora principal de uno de los artículos de la revista Nature. "¡Esta es una de ellas!".

ESO puso en marcha uno de las mayores campañas de observación de “eventos impredecibles” (ToO, Target of Opportunity, en inglés) jamás creadas y muchos telescopios, tanto de ESO como de colaboradores de ESO, observaron el objeto durante las semanas que siguieron a la detección. El VLT (Very Large Telescope) de ESO, el NTT (New Technology Telescope), el VST (VLT Survey Telescope), el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros y ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), todos observaron el evento y sus efectos en una amplia gama de longitudes de onda. Unos 70 observatorios de todo el mundo observaron también este evento, incluyendo el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA.

Las estimaciones de distancia de los datos recogidos tanto en ondas gravitacionales como en las demás observaciones concuerdan con que GW170817 está a la misma distancia que NGC 4993, a unos 130 millones años luz de la Tierra. Esto hace que la fuente sea tanto el evento de ondas gravitacionales como la explosión de rayos gamma más cercanos detectados hasta ahora.

Las ondas en el espacio-tiempo, conocidas como ondas gravitacionales, son creadas por masas en movimiento, pero, actualmente, sólo pueden detectarse las más intensas, generadas por los rápidos cambios de velocidad de objetos muy masivos. Un evento de este tipo es la fusión de estrellas de neutrones, núcleos extremadamente densos de estrellas muy masivas que colapsan tras explotar como supernovas. Hasta ahora, estas fusiones han sido la principal hipótesis para explicar los estallido de rayos gamma cortos. Se espera que, a este tipo de evento, le siga un evento explosivo (conocido como kilonova) 1.000 veces más brillante que la típica nova.

Las detecciones casi simultáneas de las ondas gravitacionales y los rayos gamma de GW170817 hace que se tengan esperanzas de que este objeto sea un ejemplar de la tan buscada kilonova, y las observaciones llevadas a cabo con instalaciones de ESO han revelado propiedades notablemente cercanas a las predicciones teóricas. Hace más de 30 años que se postuló la existencia de las kilonovas, pero esta es la primera observación confirmada.

Tras la fusión de dos estrellas de neutrones, una explosión de elementos químicos pesados radiactivos de rápida expansión se alejó de la kilonova a una quinta parte de la velocidad de la luz. El color de la kilonova cambió de muy azul a muy roja durante los días posteriores, el cambio más rápido observado en explosiones estelares.

"Cuando el espectro apareció en nuestras pantallas me di cuenta de que se trataba del evento transitorio más inusual que había visto nunca”, comentó Stephen Smartt, quien dirigió las observaciones con el NTT de ESO como parte del programa de observación ePESSTO (Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects, sondeo espectroscópico de objetos transitorios público de ESO).

 "Nunca había visto nada igual. Nuestros datos, junto con los de otros grupos, demostraron a todos que esto no era una supernova o una estrella variable de primer plano, sino algo mucho más extraordinario".

Los espectros de ePESSTO y del instrumento X-shooter, instalado en el VLT, sugieren la presencia de cesio y telurio expulsado de las estrellas de neutrones en fusión. Estos y otros elementos pesados, producidos durante la fusión de las estrellas de neutrones, serían lanzados al espacio por la posterior kilonova. Estas observaciones enlazan la formación de elementos más pesados que el hierro mediante reacciones nucleares dentro de objetos estelares de alta densidad, conocidos como proceso r de captura neutrónica, algo que hasta ahora solo se había teorizado.

"Los datos que tenemos hasta ahora encajan de forma increíble con la teoría. Es un triunfo para los teóricos, una confirmación de que los eventos de LIGO-VIRGO son absolutamente reales y un logro para ESO por haber reunido un sorprendente conjunto de datos sobre la kilonova", añade Stefano Covino, autor principal de uno de los artículos para la revista Nature Astronomy.

Andrew Levan, autor principal de uno de los artículos, concluye, "La gran fuerza de ESO es que tiene una amplia gama de telescopios e instrumentos para hacer frente a grandes y complejos proyectos astronómicos, incluso para eventos impredecibles y con cortos plazos de tiempo. ¡Hemos entrado en una nueva era de la astronomía multimensajero!".

Ilustración de una fusión de estrellas de neutrones. Image Credit: ESO/ L. Calçada/M. Kornmesser

Nuevos Estudios Sobre Marte Ofrecen Pistas Sobre la Posible "Cuna de la Vida"

09.10.17.- El descubrimiento de evidencias de antiguos depósitos hidrotermales de fondo marino en Marte identifica un área en el planeta que puede ofrecer pistas sobre el origen de la vida en la Tierra.

Un reciente informe internacional examina las observaciones de la sonda espacial Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de depósitos masivos en una cuenca en el sur de Marte. Los autores interpretan los datos como evidencias de que estos depósitos se formaron por agua caliente de una parte volcánicamente activa de la corteza del planeta, que afloró en el fondo de un gran mar hace mucho tiempo.

"Incluso si nunca encontramos evidencias de que ha habido vida en Marte, este sitio puede informarnos sobre el tipo de ambiente donde la vida pudo haber comenzado en la Tierra", dijo Paul Niles, del Centro Espacial Johnson de la NASA, en Houston. "La actividad volcánica combinada con el agua estancada proporcionó condiciones que eran probablemente similares a las condiciones que existieron en la Tierra aproximadamente al mismo tiempo - cuando la vida temprana estaba evolucionando aquí".

Hoy en día, Marte no tiene ni agua estancada ni actividad volcánica. Los investigadores estiman una edad de aproximadamente 3.700 millones de años para los depósitos marcianos atribuidos a la actividad hidrotermal del fondo marino. Las condiciones hidrotermales submarinas en la Tierra alrededor de ese mismo tiempo son un fuerte candidato para dónde y cuándo comenzó la vida en la Tierra. La Tierra todavía tiene tales condiciones, donde muchas formas de vida prosperan en la energía química extraída de rocas, sin luz solar. Pero debido a la corteza activa de la Tierra, nuestro planeta tiene poca evidencia geológica directa preservada desde el momento en que comenzó la vida. 

La posibilidad de actividad hidrotermal submarina dentro de lunas heladas como Europa en Júpiter y Encelado en Saturno alimenta el interés en ellas como destinos en la búsqueda de vida extraterrestre.

Las observaciones realizadas por el Espectrómetro de Reconocimiento Compacto del MRO para Marte (CRISM) proporcionaron los datos para identificar minerales en depósitos masivos dentro de la cuenca Eridania de Marte, que se encuentra en una región con algunas de las más antiguas cicatrices expuestas del Planeta Rojo.

"Este sitio nos da una historia convincente de un mar profundo, de larga duración y un ambiente hidrotermal de aguas profundas", dijo Niles. "Es evocador de los ambientes hidrotermales de alta mar en la Tierra, similar a los ambientes donde la vida podría ser encontrada en otros mundos - la vida que no necesita una agradable atmósfera o superficie templada, sino sólo rocas, el calor y el agua".

Los investigadores estiman que el antiguo mar Eridania tenía cerca de 210.000 kilómetros cúbicos de agua. Eso es tanto como todos los otros lagos y mares combinados del antiguo Marte y alrededor de nueve veces más que el volumen combinado de todos los Grandes Lagos de América del Norte. La mezcla de minerales identificados a partir de los datos del espectrómetro, incluyendo la serpentina, el talco y el carbonato, y la forma y textura de las capas gruesas del lecho rocoso, condujeron a la identificación de posibles depósitos hidrotermales en el fondo marino. El área tiene flujos de lava que datan la desaparición posterior del mar. Los investigadores citan estos como evidencia de que se trata de un área de corteza de Marte con una susceptibilidad volcánica que también podría haber producido efectos antes, cuando el mar estaba presente.

El nuevo trabajo se suma a la diversidad de tipos de ambientes húmedos para los que existe evidencia en Marte, incluyendo ríos, lagos, deltas, mares, aguas termales, aguas subterráneas y erupciones volcánicas bajo el hielo.

"Los antiguos depósitos hidrotermales de aguas profundas en la cuenca de Eridania representan una nueva categoría de objetivos astrobiológicos en Marte", señala el informe. También dice:\"Los depósitos del fondo marino de Eridania no sólo son de interés para la exploración de Marte, sino que representan una ventana hacia la Tierra temprana". Esto se debe a que la evidencia más temprana de la vida en la Tierra proviene de depósitos del fondo marino de origen y edad similar, pero el registro geológico de esos entornos de la Tierra temprana está mal preservado.

Esta visión de una porción de la región Eridania de Marte muestra bloques de depósitos de cuenca profunda que han sido rodeados y parcialmente enterrados por depósitos volcánicos más jóvenes. La imagen fue tomada por la cámara de la sonda espacial MRO de la NASA. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Científicos Descubren Parejas Escurridizas de Gigantes Agujeros Negros

04.10.17.- Un equipo de astrónomos ha identificado una gran cosecha de dobles agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Este descubrimiento podría ayudar a los astrónomos a entender mejor cómo crecen los agujeros negros gigantes y cómo pueden producir las señales de ondas gravitacionales más intensas del Universo.

Los nuevos descubrimientos revelan cinco parejas de agujeros negros supermasivos, cada uno de los cuales conteniendo millones de veces la masa del Sol. Estas parejas de agujeros negros se formaron por la colisión y fusión de dos galaxias, lo que obligó a los agujeros a acercarse uno al otro.

Los pares de agujeros negros fueron descubiertos combinando datos de una serie de observatorios diferentes, incluyendo el Observatorio de Rayos X de Chandra de la NASA, el observatorio WISE y el Gran Telescopio Binocular de Arizona.

"Los astrónomos encuentran agujeros negros supermasivos únicos en todo el universo", dijo Shobita Satyapal, de la Universidad George Mason de Fairfax, Virginia, quien dirigió uno de los dos artículos que describen estos resultados. "Pero a pesar de que hemos predicho que crecen rápidamente cuando están interactuando, el crecimiento de agujeros negros supermasivos dobles ha sido difícil de encontrar".

Antes de este estudio se conocían menos de diez pares confirmados de agujeros negros en crecimiento, que fueron descubiertos en su mayoría por casualidad en estudios de rayos X. Para llevar a cabo un estudio sistemático, los investigadores tuvieron que examinar cuidadosamente los datos de telescopios que detectan diferentes longitudes de onda de la luz.

A partir del proyecto Galaxy Zoo, los investigadores utilizaron datos ópticos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para identificar galaxias en las que aparecía una fusión entre dos galaxias más pequeñas. De este conjunto, seleccionaron objetos donde la separación entre los centros de las dos galaxias en los datos del SDSS es menor de 30.000 años luz, y los colores infrarrojos de los datos de WISE coinciden con los pronosticados para un agujero negro supermasivo de rápido crecimiento.

Se encontraron siete sistemas de fusión que contenían al menos un agujero negro supermasivo con esta técnica. Debido a que la fuerte emisión de rayos X es un sello de crecimiento de los agujeros negros supermasivos, Satyapal y sus colegas observaron estos sistemas con el Chandra. Se encontraron pares de fuentes de rayos X estrechamente separados en cinco sistemas, proporcionando pruebas convincentes de que contienen dos agujeros negros supermasivos en crecimiento (o que están siendo alimentados).

Los datos en rayos X obtenidos con el Chandra y las observaciones en infrarrojo, sugieren que las cinco parejas detectadas están enterradas entre grandes cantidades de polvo y de gas.

“Nuestro trabajo muestra que combinar la selección en el infrarrojo con un seguimiento en rayos X es un modo muy efectivo de hallar estas parejas de agujeros negros”, dijo Sara Ellison de la Universidad de Victoria, Canadá e investigadora de los resultados. “Los rayos X y la radiación infrarroja son capaces de penetrar las nubes de gas y polvo que rodean estas parejas de agujeros negros, y la aguda visión del Chandra es necesaria para separarlos”.

Representación artística de un par de agujeros negros supermasivos. Image Credit: NASA/CXC/A. Hobart