El concepto de este artista representa la estrella PDS 70 y su disco protoplanetario interno. Nuevas mediciones del Telescopio Espacial James Webb de la NASA han detectado vapor de agua a distancias de menos de 100 millones de millas de la estrella, la región donde se pueden formar los planetas terrestres rocosos. Esta es la primera detección de agua en la región de la Tierra de un disco que ya se sabe que alberga dos o más protoplanetas, uno de los cuales se muestra en la parte superior derecha. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
El descubrimiento muestra que hay una reserva de agua disponible para los planetas terrestres que podrían fusionarse allí.
Agua, agua, por todas partes, no en gotas, sino en vapor. científicos usando NASAEs Telescopio espacial James Webb descubrió que los planetas sedientos en el sistema PDS 70 tienen acceso a un depósito de agua. Es importante destacar que se encontró vapor de agua a 100 millones de millas de la estrella, la región donde se pueden formar planetas terrestres como la Tierra. (La Tierra orbita a 93 millones de kilómetros de nuestro Sol).
PDS 70 es más frío que nuestro Sol y se estima que tiene 5,4 millones de años. Es el hogar de dos planetas gigantes gaseosos conocidos, al menos uno de los cuales todavía está acumulando material y en desarrollo. Esta es la primera detección de agua en la región de la Tierra de un disco que ya se sabe que alberga dos o más protoplanetas.
Un espectro del disco protoplanetario PDS 70, obtenido con MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb, muestra una serie de líneas de emisión de vapor de agua. Los científicos han determinado que el agua se encuentra en el disco interno del sistema, a distancias inferiores a 160 millones de kilómetros de la estrella, la región donde se pueden formar los planetas terrestres rocosos. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
El Telescopio Espacial Webb detecta vapor de agua en un área rocosa de formación de planetas
El agua es esencial para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, cómo el agua llegó a la Tierra y si los mismos procesos podrían sembrar exoplanetas rocosos que orbitan estrellas distantes sigue siendo un tema de debate científico. Estos debates podrían beneficiarse del nuevo conocimiento del sistema planetario PDS 70, ubicado a 370 años luz de distancia. Este sistema estelar comprende un disco interno y externo de gas y polvo, separados por un espacio que se extiende por 5 mil millones de millas (u 8 mil millones de kilómetros). Dos planetas gigantes gaseosos conocidos residen en este espacio.
Los nuevos datos recopilados por el MIRI (Instrumento de infrarrojo medio) del telescopio espacial James Webb de la NASA han detectado vapor de agua en el disco interno del sistema, a distancias inferiores a 160 millones de kilómetros de la estrella, la región donde se pueden formar los planetas terrestres rocosos. (La Tierra orbita a 93 millones de kilómetros de nuestro Sol). En particular, esta es la primera vez que se detecta agua en la región de la Tierra de un disco que ya se ha confirmado que alberga dos o más protoplanetas.
“Hemos visto agua en otros discos, pero no tan cerca y en un sistema donde los planetas se están juntando. No podíamos hacer este tipo de medición antes de Webb”, dijo la autora principal Giulia Perotti del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg, Alemania.
«Este descubrimiento es extremadamente emocionante, ya que explora la región donde normalmente se forman los planetas rocosos similares a la Tierra», agregó el director de MPIA, Thomas Henning, coautor del artículo. Henning es co-investigador principal del MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb, que realizó la detección, e investigador principal del programa MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) que tomó los datos.
Un ambiente abrasador para formar planetas
PDS 70 es una estrella de tipo K, más fría que nuestro Sol, con una edad estimada de 5,4 millones de años. Esto es relativamente antiguo en términos de estrellas de disco planetario, lo que hizo que el descubrimiento del vapor de agua fuera sorprendente.
Con el tiempo, el contenido de gas y polvo de los discos formadores de planetas disminuye. O la radiación y los vientos de la estrella central expulsan este material, o el polvo se transforma en objetos más grandes que eventualmente forman planetas. Debido a que estudios previos no habían podido detectar agua en las regiones centrales de discos de edad similar, los astrónomos sospecharon que podría no sobrevivir a la dura radiación estelar, lo que llevaría a un ambiente seco para la formación de planetas rocosos.
Los astrónomos aún tienen que detectar la formación de planetas en el disco interno de PDS 70. Sin embargo, ven la materia prima para construir mundos rocosos en forma de silicatos. La detección de vapor de agua implica que si se forman planetas rocosos allí, tendrán agua disponible desde el principio.
“Encontramos una cantidad relativamente alta de pequeños granos de polvo. Combinado con nuestra detección de vapor de agua, el disco interno es un lugar muy emocionante”, dijo el coautor Rens Waters de la Universidad de Radboud en los Países Bajos.
¿Cuál es el origen del agua?
El descubrimiento plantea la cuestión del origen del agua. El equipo de MINDS consideró dos escenarios diferentes para explicar su descubrimiento.
Una posibilidad es que las moléculas de agua se formen en el lugar donde las detectamos, cuando los átomos de hidrógeno y oxígeno se combinan. Una segunda posibilidad es que las partículas de polvo cubiertas de hielo sean transportadas desde el disco exterior frío al disco interior caliente, donde el hielo de agua se sublima y se convierte en vapor. Tal sistema de transporte sería sorprendente, ya que el polvo tendría que atravesar el gran espacio excavado por los dos planetas gigantes.
Otra pregunta que plantea el descubrimiento es cómo el agua podría sobrevivir tan cerca de la estrella, cuando se espera que la luz ultravioleta de la estrella rompa todas las moléculas de agua. Lo más probable es que los materiales circundantes, como el polvo y otras moléculas de agua, sirvan como escudo protector. Como resultado, el agua detectada en el disco interno del PDS 70 podría sobrevivir a la destrucción.
En última instancia, el equipo utilizará otros dos instrumentos de Webb, NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) para estudiar el sistema PDS 70 en un esfuerzo por obtener una comprensión aún mayor.
Estas observaciones se tomaron como parte del programa de Observación de Tiempo Garantizado 1282. Este descubrimiento fue publicado en la revista Naturaleza.
Referencia: «Agua en la zona de formación de planetas terrestres del disco PDS 70» por G. Perotti, V. Christiaens, Th. Henning, B. Tabone, LBFM Waters, I. Kamp, G. Olofsson, SL Grant, D. Gasman, J. Bouwman, M. Samland, R. Franceschi, EF van Dishoeck, K. Schwarz, M. Güdel, P.-O. Lagage, TP Ray, B. Vandenbussche, A. Abergel, O. Absil, AM Arabhavi, I. Argyriou, D. Barrado, A. Boccaletti, A. Caratti o Garatti, V. Geers, AM Glauser, K. Justannont, F. Lahuis, M. Mueller, C. Nehmé, E. Pantin, S. Scheithauer, C. Waelkens, R. Guadarrama, H Jang, J. Kanwar, M. Morales-Calderón, N. Pawellek, D. Rodgers-Lee, J. Schreiber, L. Colina, TR Greve, G. Östlin y G. Wright, 24 de julio de 2023, Naturaleza. DOI: 10.1038/s41586-023-06317-9
El telescopio espacial James Webb es el primer observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas e investiga las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
El estudio de las primeras estrellas del Universo será fundamental para comprender el desarrollo de la existencia tal como la conocemos.
Las estrellas juegan un papel fundamental en la creación de vida en el Universo, generando elementos esenciales para la vida, como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno, a través de procesos como la fusión nuclear.
Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus ciclos de vida y explotan como supernovas, liberan estos elementos al espacio, enriqueciendo las nubes interestelares con los componentes básicos de la vida.
Estas nubes enriquecidas pueden dar origen a nuevas estrellas y sistemas planetarios, donde podrían formarse planetas como la Tierra.
Sin embargo, a pesar de nuestro profundo conocimiento del papel central de las estrellas en el cosmos, nuestro conocimiento de las estrellas más antiguas del Universo es escaso.
Su lanzamiento está previsto para mayo de 2027, el Telescopio Espacial Romano analizará las primeras estrellas del Universo.
El telescopio proporcionará una vista panorámica del cielo 200 veces más grande que la vista infrarroja del cielo del Telescopio Espacial Hubble, permitiendo un estudio 1.000 veces más rápido.
¿Cuáles son las estrellas más antiguas del Universo?
Las primeras estrellas del Universo, llamadas estrellas de Población III o Pop III, se diferenciaban significativamente de nuestro Sol.
Compuestos principalmente de hidrógeno y helio, eran más grandes, más calientes y más masivos, lo que conducía a una vida útil más corta debido a un consumo de combustible más rápido.
Aparecidas durante los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, las estrellas Pop III desempeñaron un papel fundamental en la creación de elementos más pesados que el helio, llamados metales, y dieron forma a la evolución del Universo en complejos sistemas de galaxias.
Aunque hoy en día no existen estrellas Pop III, su estudio proporciona información crucial sobre el desarrollo temprano del Universo, lo que requiere observaciones del Universo temprano para comprender sus características.
Mapeando el Universo primitivo con el Telescopio Espacial Romano
En lugar de apuntar a estrellas intactas, Roman buscará rastros de estrellas Pop III destruidas por agujeros negros, provocando un fenómeno llamado evento de perturbación de mareas (TDE).
Cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro, sus mareas gravitacionales la destrozan. Parte de su material forma un disco de acreción, que emite luz brillante visible a miles de millones de años luz de distancia en diversas longitudes de onda, incluidas rayos X, radio, ultravioleta (UV) y óptica.
A medida que nos adentramos en el Universo temprano, donde existen principalmente estas estrellas, la luz óptica y ultravioleta cambia a longitudes de onda del infrarrojo cercano, detectables por instrumentos como Roman.
Estos eventos también exhiben un efecto de dilatación del tiempo debido al corrimiento al rojo, donde un TDE Pop III se ilumina durante cientos o incluso miles de días y se desvanece durante más de una década, asemejándose al comportamiento de las supernovas.
Colaboración con James Webb
Aunque el telescopio espacial James Webb de la NASA tiene la capacidad de detectar y analizar TDE en el Universo temprano, su estrecho campo de visión limita su eficacia como cazador de TDE.
entre los romanos encuestas de comunidades claveel estudio de Área Amplia de Alta Latitud se destaca como el más prometedor para el descubrimiento de TDE, cubriendo aproximadamente 2.000 grados cuadrados de cielo más allá del plano de nuestra galaxia.
Aunque el campo de visión de Webb es limitado, sus herramientas espectroscópicas lo hacen valioso para observaciones de seguimiento, incluida la identificación de la presencia de metales una vez que Roman detecta TDE.
Este enfoque combinado ofrece un método estratégico para identificar estrellas Pop III, allanando el camino para una inmersión más profunda en los misterios del Universo temprano.
Agrandar/ El avión espacial Dream Chaser de Sierra Space dentro de una cámara de pruebas de la NASA en Ohio.
Espacio Sierra
Todavía queda trabajo por hacer para preparar el avión espacial Dream Chaser de Sierra Space para su primera misión, pero la compañía dice que la nave alada de reabastecimiento de la Estación Espacial Internacional pronto será enviada a su sitio de lanzamiento en Florida.
El Dream Chaser despegará sobre un cohete Vulcan de United Launch Alliance y se dirigirá hacia la estación espacial. Un portavoz de Sierra Space dijo a Ars que el lanzamiento del avión espacial está previsto para el tercer o cuarto trimestre de este año.
Pero Sierra Space transportará el Dream Chaser al Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida con una lista de tareas pendientes. La nave espacial debe realizar otras dos pruebas importantes en el lugar de lanzamiento. Los técnicos también deben completar el trabajo en el escudo térmico del Dream Chaser antes de que esté listo para montarse en su lanzador Vulcan. No está claro cuánto tiempo llevará completar estas actividades.
No obstante, el avión espacial saldrá del Centro de Pruebas Neil Armstrong de la NASA en Ohio, donde ha estado siendo sometido a pruebas ambientales desde diciembre. Sierra Space realizó las pruebas en Ohio en varias fases.
Primero, los ingenieros de Sierra Space realizaron pruebas de choque con ULA para verificar la respuesta de la nave espacial a la sacudida de separación del cohete Vulcan en órbita. Luego, los equipos de tierra apilaron el avión espacial Dream Chaser en su módulo de carga presurizado montado en la parte trasera y colocaron todo el vehículo sobre una mesa vibratoria para simular las vibraciones que experimentará la nave espacial durante el lanzamiento.
Luego, Sierra Space realizó otra prueba de choque utilizando el sistema de separación que desechará el módulo de carga desechable del avión espacial reutilizable antes de su reingreso y aterrizaje al final de su misión. Finalmente, los ingenieros transfirieron Dream Chaser a una cámara de vacío térmico en el Centro de Pruebas de Ohio, donde, durante cinco semanas, la nave espacial estuvo sometida al ambiente sin aire y a las variaciones extremas de temperatura de la órbita terrestre baja.
«Completar con éxito una campaña de pruebas ambientales increíblemente rigurosa en estrecha colaboración con la NASA es un hito importante y pone a Dream Chaser en camino a sus operaciones a finales de este año», dijo Tom Vice, director ejecutivo de Sierra Space. «Este es el año en el que pasamos de una investigación y desarrollo rigurosos a operaciones orbitales regulares y, al hacerlo, transformamos la forma en que conectamos el espacio y la Tierra».
Lista de tareas pendientes de Sierra Space
Dream Chaser ha estado en desarrollo durante más de 15 años y el concepto se remonta a mucho más atrás. La NASA lanzó la versión actual del avión espacial comercial con la adjudicación de un contrato de carga comercial a Sierra Nevada, la empresa matriz de Sierra Space, en 2016.
Esta será la primera de siete misiones de reabastecimiento que Dream Chaser realizará a la Estación Espacial Internacional bajo el contrato de la NASA. La compañía está construyendo un segundo avión espacial reutilizable para ayudar a cumplir su compromiso con la NASA y, eventualmente, dar servicio a las siguientes estaciones espaciales comerciales.
Finalmente, la línea de meta de Dream Chaser ya está a la vista. El año pasado, el primer avión espacial, llamado Tenacidad, salió de la fábrica de Sierra Space cerca de Denver para dirigirse al centro de pruebas de Armstrong en Ohio. Ars visitó la fábrica de Sierra Space para ver Dream Chaser unas semanas antes de su salida. La nave espacial estaba prácticamente terminada, pero los técnicos continuaron equipando el compartimiento presurizado interior del avión espacial y agregando azulejos para su escudo térmico.
El cuarto vuelo de prueba del megacohete Starship de SpaceX aún no se ha realizado, pero la compañía ya se está preparando para el quinto lanzamiento.
SpaceX llevó a cabo un «fuego estático» con la etapa superior de una nave espacial hoy (8 de mayo) en su sitio Starbase en el sur de Texas, encendiendo brevemente los seis motores Raptor del vehículo de 165 pies de altura (50 metros) mientras permanecía anclado a la base. . .
SpaceX normalmente realiza disparos estáticos antes del lanzamiento, pero este vehículo no es el próximo en abandonar la Tierra. Este sería el Flight 4 Starship, que podría lanzarse este mes. SpaceX ya ha disparado estáticamente sus dos elementos: la etapa superior, conocida como Ship, y su propulsor gigante de primera etapa Super Heavy, que alberga 33 Raptors.
Por lo tanto, el vehículo del Vuelo 4 probablemente esté listo para partir. Pero SpaceX aún necesita obtener una licencia de lanzamiento de la Administración Federal de Aviación de EE. UU. (FAA), que parece estar todavía investigando lo que sucedió durante el último despegue de Starship.
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La etapa superior del vuelo 5 de SpaceX realiza una prueba de fuego estático el 8 de mayo de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX a través de X)
Este vuelo, el tercero que involucra una pila completa de Ship-Super Heavy, se lanzó desde Starbase el 14 de marzo.
Starship tuvo un desempeño bastante bueno ese día, según SpaceX. Sus dos etapas se separaron con éxito y el Super Heavy completó con éxito su impulso de retroceso poco después, colocándose en posición para un aterrizaje planificado en el Golfo de México.
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Mientras tanto, la etapa superior alcanzó la velocidad orbital y voló durante unos 50 minutos, mucho más de lo que había logrado anteriormente un vehículo Starship.
SpaceX se está preparando para la cuarta prueba de vuelo integrada de su enorme vehículo Starship, y también la quinta, como se ve en esta prueba de disparo de la etapa superior del Vuelo 5 Starship. (Crédito de la imagen: SpaceX a través de X)
Sin embargo, ambas etapas finalmente se separaron: el Super Heavy a unos 500 m (1.650 pies) sobre las olas y la Nave al reingresar a la atmósfera de la Tierra.
SpaceX está desarrollando Starship para transportar personas y carga a la Luna, Marte y más allá. La NASA eligió este enorme vehículo para ser el primer módulo de aterrizaje lunar tripulado para su programa Artemis, por ejemplo, y el fundador y director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk, ha promocionado repetidamente el potencial de Starship para hacer económicamente viable la colonización de Marte.
Poner en funcionamiento Starship probablemente requerirá muchos vuelos de prueba, y SpaceX está ansioso por hacerlos volar relativamente rápido, como lo muestra el fuego estático de hoy. De hecho, Musk dijo que la compañía planea lanzar Starship. al menos seis veces este año.
